広帯域ランダム波長同調可能な中赤外光源の開発とその生体試料識別への応用

宽带随机波长可调谐中红外光源的研制及其在生物样品识别中的应用

基本信息

批准号：
17760039
负责人：
宮本克彦
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度(平成18年4月1日〜平成19年3月31日)は、昨年度構築した「高速広帯域波長制御中赤外コヒーレント光源」の高出力化および高安定化を行い、分子分光測定・2次元マッピング測定装置として発展させる事を主目的として研究を行ってきた。(1)広帯域ランダム波長同調可能なコヒーレント中赤外光源の高出力化高安定化従来の非線形光学結晶を用いた中赤外光源では結晶角度により波長制御を行っている。本研究では、励起波長同調によって波長制御を行う為、課題であったウォークオフ角やフレネルロスによる変換効率の減少などが改善でき、従来方法よりも中赤外領域を広帯域にわたり高出力発生可能であった。2μm励起光源のエネルギースケーリングおよび共振器構成の改善により、出カ〜mJオーダー(ピークパワー〜数百kW)を保ったまま、5〜10μmという広帯域波長同調特性が得られた。また高安定性に関しては、検出器を2個使用し2ch測定を行う事でパルス間の強度揺らぎ補正を行い、1%よりも高い安定性を実現した。(2)2次元マッピング分光測定装置の設計および試作本研究で開発を行ったコヒーレント中赤外光源の大きな特徴として、所望の波長をmsオーダーでランダムアクセス出来る点にある。これは、ガルバノ制御2μm帯励起光源により実現できるものである。この波長ランダム性能を活かし、サンプル吸収ピーク位置とそれ以外の波長をスイッチングし信号を得る事で、リアルタイムモニタリングおよび差分イメージング測定が可能であった。本研究で開発を行った「広帯域ランダム波長同調可能な中赤外光源」は、高出力を保ったまま広帯域にランダム発生できる点で、他に類例がなく、今後の実用装置として展開が見込めるものである。

本财年（2006年4月1日-2007年3月31日），我们将增加产量并稳定去年建成的“高速宽带波长控制中红外相干光源”，并将进行分子光谱和2 我们一直在进行研究，主要目的是将其开发为三维映射测量设备。 (1)宽带随机波长调谐的高输出和高稳定性相干中红外光源在使用非线性光学晶体的传统中红外光源中，波长由晶体角度控制。在这项研究中，由于波长是通过激发波长调谐来控制的，因此可以改善由于菲涅耳损耗而导致的走离角和转换效率降低等问题，并且可以在更广泛的中红外区域产生更高的输出功率。常规方法。通过2μm激发光源的能量缩放和谐振器配置的改进，在保持输出~mJ量级（峰值功率~几百kW）的同时，获得了5~10μm的宽带波长调谐特性。在高稳定性方面，通过使用两个探测器并进行2通道测量，我们校正了脉冲之间的强度波动，并实现了高于1%的稳定性。 (2)二维映射光谱仪的设计与原型本研究开发的相干中红外光源的一大特点是可以在ms量级上随机获取所需的波长。这可以使用电流控制的 2 μm 带激发光源来实现。利用这种波长随机性能，并通过在样品吸收峰位置和其他波长之间切换来获取信号，可以实现实时监测和差分成像测量。这项研究开发的“具有宽带随机波长可调性的中红外光源”的独特之处在于，它可以在保持高输出的同时随机产生宽带随机波长，预计未来将被开发为实用装置。