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

基本信息

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

项目摘要

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。

本研究项目的目标是创建一种使用短脉冲激光的时间分辨荧光光谱仪，并充分利用其高灵敏度和高时间分辨率的特点，并将其应用于阐明分子的光化学性质和动力学就是这样。今年，根据这一政策，我们能够使用荧光上转换方法定量阐明视网膜兴奋单峰内的超快弛豫动力学。研究结果目前发表在《物理化学杂志》上。全反式视网膜（己烷溶液）的时间分辨荧光测量结果，这是一种先前已知的“慢”成分，可归因于 S_1 发射（寿命 τ=33 ps，λ_<max>=560 nm）此外，还发现了两个新成分：“超快”成分（τ=30±15fs，λ_<max>=430nm）和“快”成分（τ=370±20fs，λ_<max>=440nm）。。由于从13个波长点的测量数据确定的超快、快和慢成分的光谱依次向更长的波长移动，我们解释这三个成分对应于光激发后出现的三种激发单重态。为了评估三种激发态的振荡器强度，我们将时间分辨荧光强度与染料溶液的荧光强度进行了直接比较，发现它们分别为1.0、0.024和0.0018。已知视网膜低能激发单线态中存在1个单光子允许态(^1B_u)和2个单光子禁态(^1A_g,^1nπ^*)。根据实验数据（激发能、振荡器强度、消光系数等），我们能够将观察到的三个荧光分量依次归因于^1B_u、^1A_g和^1nπ^*状态的荧光。在本实验中，我们通过使用非线性光学晶体作为光闸介质实现了高时间分辨率，但我们目前正在改进实验以使用光学克尔介质，以实现更宽的带宽。