非線形光ゲート法によるサブピコ秒蛍光スペクトル測定と溶液光化学への応用

非线性光门法亚皮秒荧光光谱测量及其在溶液光化学中的应用

• 批准号: 08740474
• 负责人: 竹内 佐年
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Okazaki National Research Institutes
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08740474/
• 关键词: フェムト秒; 時間分解分光; 蛍光; アップコンバージョン; レチナ-ル; 振動子強度; 励起一重項; 緩和過程; フェムト秒; 時間分解分光; 蛍光; アップコンバージョン; レチナ-ル; 振動子強度; 励起一重項; 緩和過程

本課題研究の目標は、短パルスレーザー光を用いた時間分解蛍光分光装置を製作し、その高感度、高時間分解能特性を最大限に活かして、分子の光化学的性質やダイナミクスの解明に応用することであった。今年度、この方針にそって、蛍光アップコンバージョン法により、レチナ-ルの励起一重項内での超高速緩和ダイナミクスを定量的に明らかにすることができた。この成果は、現在Journal of Physical Chemistryに印刷中である。全トランス型レチナ-ル(ヘキサン溶液)の時間分解蛍光測定の結果、これまで知られていた、S_1発光に帰属できる「遅い」成分(寿命τ=33ps、λ_<max>=560nm)に加えて、「超高速」成分(τ=30±15fs、λ_<max>=430nm)、「速い」成分(τ=370±20fs、λ_<max>=440nm)に二成分が新たに見いだされた。13の波長点での測定データから求めた超高速、速い、遅い成分のスペクトルが順に長波長側へ移動することより、これら三成分は光励起後に現れる三つの励起一重項状態に対応すると解釈した。三励起状態の振動子強度を評価するため、色素溶液との時間分解蛍光強度の直接比較を行い、それぞれ1.0、0.024、0.0018と求めた。レチナ-ルの低エネルギー励起一重項には、一つの一光子許容状態(^1B_u)と二つの一光子禁制状態(^1A_g、^1nπ^*)の存在が知られている。本実験データ(励起エネルギー、振動子強度、吸光係数など)をもとに、観測した上記三蛍光成分を順に^1B_u、^1A_g、^1nπ^*状態からの蛍光に帰属することができた。本実験では、光ゲート媒質として非線形光学結晶を用いて高い時間分解能を達成したが、さらに広帯域性も実現するため、光カー媒質を用いた実験へ改良中である。

这项研究的目的是使用短脉冲激光光生产时间分辨的荧光光谱仪，并最大程度地提高其高灵敏度和时间分辨率特征，并将其应用于光化学特性和分子动力学的阐明。今年，根据这项政策，通过荧光上转换方法定量揭示了视网膜激发单元内的超快速松弛动力学。目前，这项成就在《物理化学杂志》杂志上。全反式视网膜（己烷溶液）的时间分辨荧光测量表明，除了先前已知的“慢”成分（生命周期τ= 33 ps，λ<ax> = 560 nm）之外，在“ Ultra-Fast”组件中还发现了两个新组件（τ= 30±15 fs，λ<max> = 430 nm） FS，λ<ax> = 440 nm）。超快，快速和缓慢的组件的光谱是由13波长点的测量数据确定的，依次向长波长侧移动，这三个组件被解释为对应于光激发后出现的三个激发单线状态。为了评估三个激发态的强度，将时间分辨的荧光强度直接与染料溶液进行比较，结果分别确定为1.0、0.024和0.0018。已知视网膜的低能激发单曲具有一个单光子公差态（^1B_U）和两个单光子公差状态（^1A_G，^1nπ^*）。基于此实验数据（激发能，振荡器强度，灭绝系数等），将观察到的三氟二荧光组件顺序分配给了从 ^1B_U， ^1A_G和 ^1nπ ^*状态的荧光。在此实验中，将非线性光学晶体用作光学栅极培养基，以实现高时间分辨率，但是为了实现宽带，使用光学CAR介质将实验改进到实验中。