光周波数コムを利用した多原子分子の超高分解能分光の研究

光频梳多原子分子超高分辨率光谱研究

• 批准号: 14J08823
• 负责人: 西山 明子
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: The University of Electro-Communications (2015)Fukuoka University (2014)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J08823/
• 关键词: 高分解能分子分光; 光周波数コム; ナフタレン

本研究では、光周波数コムが持つ究極の周波数精度で、多原子分子の電子励起状態のダイナミクスの精密測定を行うことを目的とした。この目的のために、まず分光光源レーザーの精密周波数計測のための、光周波数コムを用いた新しい周波数計測システムを開発した。この周波数計測システムは、GPS衛星からの基準信号に安定化した光周波数コムを周波数目盛として用いたことによって、従来の分子分光計測に比べて２桁高い精度を実現したものである。次に、多原子分子の電子振動回転スペクトルの測定のために、ドップラーフリー２光子吸収分光システムを構築した。ドップラーフリー２光子吸収分光法では、ドップラー効果が完全に打ち消されるため、量子力学的限界の高分解能スペクトルが得られる。これに、光周波数コムを用いた高精度周波数計測システムを組み合わせ、基本的な多原子分子であるナフタレンの電子振動回転遷移を測定した。これまでで最も高い周波数精度（数10 kHz）と分解能（スペクトル線幅 約2.5 MHz）を実現し、回転線まで分離したスペクトルを得た。遷移の絶対周波数から、ナフタレン分子の励起状態の分子定数を高精度に決定した。さらに、複雑な相互作用が予想される電子状態への遷移に測定範囲を拡大し、電子励起状態のダイナミクス解明に向けた研究を進めている。加えて、より安定な高分解能分光システムの開発を目指して、ファイバー型光周波数コムを用いたデュアルコム分光法の研究を開始した。デュアルコム分光システムを立ち上げ、光-光２重共鳴分光法による高分解能分光測定への応用を実現した。

这项研究的目的是利用光学频率梳的极限频率精度来精确测量多原子分子中电子激发态的动力学。为此，我们首先开发了一种使用光学频率梳的新型频率测量系统，用于光谱光源激光器的精确频率测量。该频率测量系统使用由 GPS 卫星的参考信号稳定的光学频率梳作为频率标度，其精度比传统分子光谱测量高两个数量级。接下来，我们构建了无多普勒双光子吸收光谱系统来测量多原子分子的电子振动旋转光谱。在无多普勒双光子吸收光谱中，多普勒效应被完全抵消，因此可以获得量子力学极限下的高分辨率光谱。其与高精度频率测量系统相结合，使用光学频率梳来测量萘（一种基本多原子分子）的电子振动旋转跃迁。我们实现了迄今为止最高的频率精度（几个 10 kHz）和分辨率（大约 2.5 MHz 的频谱线宽），并获得了分离到旋转线的频谱。根据跃迁的绝对频率高精度地确定萘分子激发态的分子常数。此外，我们正在扩大测量范围，以包括预期发生复杂相互作用的电子态的跃迁，并进行研究以阐明电子激发态的动力学。此外，为了开发更稳定的高分辨率光谱系统，我们已经开始研究使用光纤型光学频率梳的双梳光谱。我们推出了双梳光谱系统，实现了光学-光学双共振光谱在高分辨率光谱测量中的应用。

项目成果

High Resolution Spectroscopy of Naphthalene Calibrated by an Optical Frequency Comb

通过光学频率梳校准萘的高分辨率光谱

• 发表时间: 2015
• 作者: A. Nishiyama;K. Nakashima;A. Matsuba;and M. Misono
• 通讯作者: and M. Misono

High Resolution Spectroscopy of A1B1u←X1Ag810410 Band of Naphthalene Referenced to an Optical Frequency Comb

参考光频梳的 A1B1u←X1Ag810410 萘带高分辨率光谱

• 发表时间: 2016
• 作者: K. Nakashima;A. Nishiyama;and M. Misono
• 通讯作者: and M. Misono

Doppler-free two-photon absorption spectroscopy of rovibronic transition of naphthalene calibrated with an optical frequency comb

用光学频率梳校准萘的振动电子跃迁的无多普勒双光子吸收光谱

• DOI: 10.1016/j.jms.2015.09.010
• 发表时间: 2015
• 期刊: Journal of Molecular Spectroscopy
• 影响因子: 1.4
• 作者: A. Nishiyama;K. Nakashima;A. Matsuba;and M. Misono,
• 通讯作者: and M. Misono,

光周波数コムを利用したナフタレンの高分解能レーザー分光

使用光学频率梳对萘进行高分辨率激光光谱分析

• 发表时间: 2016
• 期刊: レーザー研究
• 作者: 西山明子;御園雅俊,
• 通讯作者: 御園雅俊,

光周波数コムを用いたナフタレン分子の高分解能分光

使用光学频率梳对萘分子进行高分辨率光谱分析

• 发表时间: 2014
• 作者: A. Nishiyama;K. Nakashima;A. Matsuba;and M. Misono;西山明子，中島一樹，松葉歩美，御園雅俊;西山明子，松葉歩美，御園雅俊;山口一樹;西山明子，松葉歩美，御園雅俊
• 通讯作者: 西山明子，松葉歩美，御園雅俊