デュアルコム分光法による高分解能分子分光の研究

双梳光谱高分辨率分子光谱研究

• 批准号: 16J02345
• 负责人: 西山 明子
• 金额: $ 3.33万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J02345/
• 关键词: デュアルコム; ドップラーフリー; 高分解能; 高感度; 光周波数コム; デュアルコム分光; ルビジウム

本研究の目的は、広波長範囲にわたる高分解能分光測定によって、分子のエネルギー構造を精密に決定し、電子励起状態におけるダイナミクスの詳細を解明することである。本研究では、デュアルコム分光法をドップラーフリーの高分解能分子分光に応用することで、高分解能・高精度かつ広波長範囲な分子分光計測を実現することを目指した。前年度までには、ドップラーフリー光-光2重共鳴分光法とドップラーフリー2光子吸収分光法をデュアルコム分光法へ適用し、Rb原子のドップラーフリースペクトルを測定した。これらの分光法によって、Rb原子の複数の遷移をサブドップラーの分解能で観測することに成功した。さらに、これらの高分解能デュアルコム分光法を様々な分子の測定に適用するために、デュアルコム分光法における高感度分光の手法を研究した。モードフィルタリングのデュアルコム分光法への適用、変調分光法や蛍光分光法の適用によって、デュアルコム分光法における測定感度の向上を実証した。本年度には、共振器分光を用いた高感度分光法（キャビティーエンハンスド吸収分光法）の研究を行った。光周波数コムを光源に用いた共振器分光法では、光周波数コムの多数のモードを高フィネス共振器に同時に共鳴させることによって、高感度かつ高波長域での測定が可能となる。また、共振器内ではコムの各モードのパワーが増幅され、非線形分光であるドップラーフリー分光法への応用に利点がある。光周波数コムを用いたキャビティーエンハンスド吸収分光システムを構築し、この分光法における感度と精度の評価のために、近赤外波長におけるCO気体の0-3バンドの吸収分光計測を行った。この実験結果からは、将来のデータベースのために有用な、CO気体の吸収線形におけるcollisional効果に関するデータが得られた。

这项研究的目的是通过宽波长范围内的高分辨率光谱测量来精确确定分子的能量结构，并阐明电子激发态动力学的细节。在本研究中，我们的目标是通过将双梳光谱应用于无多普勒的高分辨率分子光谱，实现高分辨率、高精度和宽波长的分子光谱测量。到了去年，我们已经将无多普勒光学-光学双共振光谱和无多普勒双光子吸收光谱应用于双梳光谱，测量了Rb原子的无多普勒光谱。使用这些光谱方法，我们成功地以亚多普勒分辨率观察了 Rb 原子的多次跃迁。此外，为了将这些高分辨率双梳光谱方法应用于各种分子的测量，我们研究了双梳光谱中的高灵敏度光谱技术。我们通过将模式滤波应用于双梳光谱、调制光谱和荧光光谱，证明了双梳光谱测量灵敏度的提高。今年，我们利用腔光谱（腔增强吸收光谱）进行了高灵敏度光谱研究。在使用光学频率梳作为光源的谐振器光谱中，通过使光学频率梳的多个模式在高精细谐振器中同时谐振，可以在高波长范围内进行高灵敏度的测量。此外，梳子的每种模式的功率在谐振器内被放大，这有利于应用于无多普勒光谱，即非线性光谱。我们使用光学频率梳构建了腔增强吸收光谱系统，并在近红外波长下对 CO 气体的 0-3 波段进行了吸收光谱测量，以评估该光谱方法的灵敏度和准确性。该实验的结果提供了碰撞对 CO 气体吸收线性影响的数据，这对于未来的数据库将很有用。

项目成果

All-fiber-based mode-filtering technique with high side-mode suppression ratio and high multiplication factor

具有高边模抑制比和高倍增系数的全光纤模式滤波技术

• 发表时间: 2018
• 作者: Yoshiaki Nakajima;Akiko Nishiyama;Takuya Hariki;Kaoru Minoshima
• 通讯作者: Kaoru Minoshima

デュアルコムにおけるモードフィルタリング効果の検証

双梳模式滤波效果验证

• 发表时间: 2017
• 作者: 西山明子，吉田悟，梁木琢也，中嶋善晶，美濃島薫;御園雅俊，中島一樹，西山明子，馬場正昭;吉田悟，梁木琢也，西山明子，美濃島薫;西山明子，吉田悟，中嶋善晶，美濃島薫;御園雅俊，中島一樹，西山明子，馬場正昭;吉田悟，梁木琢也，西山明子，美濃島薫
• 通讯作者: 吉田悟，梁木琢也，西山明子，美濃島薫

Comb-based Fourier-Transform Spectrometry for Broadband Measurements of Absorption and Dispersion

用于吸收和色散宽带测量的梳状傅里叶变换光谱法

• 发表时间: 2019
• 作者: D. Charczun;G. Kowzan;A. Nishiyama;P. Staniszewski;A. Cygan;R. S. Trawinski;D. Lisak;P. Maslowski
• 通讯作者: P. Maslowski

Fabry-Perot共振器を用いたモードフィルタリングによるデュアルコム分光の高感度化

使用法布里-珀罗谐振器通过模式滤波实现双梳光谱的高灵敏度

• 发表时间: 2016
• 作者: A. Nishiyama;S. Yoshida;Y. Nakajima;H. Sasada;K. Nakagawa;A. Onae;K. Minoshima;吉田悟，西山明子，美濃島薫;西山明子，佐々田博之，中川賢一，大苗敦，美濃島薫;吉田悟，西山明子，美濃島薫
• 通讯作者: 吉田悟，西山明子，美濃島薫

Stabilized All-Fiber-Based Mode-Filtering Technique for the Generation of a GHz-Repetition-Rate Frequency Comb

• DOI: 10.23919/cleo.2019.8749297
• 发表时间: 2019-05
• 期刊: 2019 Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO)
• 作者: Y. Nakajima;Takuya Hariki;A. Nishiyama;K. Minoshima