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最終更新日 2009.4.9
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物理学科

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フェムト秒分光装置



光源

Ti:Sapphireレーザー・再生増幅器

Harricane (Spectra Physics)
出力
>800μJ/pulse、パルス幅<100fs、パルス繰り返し1kHz



Ti:Sapphireレーザー

Femtosource synergy Pro (Femtolaser)
出力〜5.3nJ/pulse、パルス幅<10fs、パルス繰り返し75MHz



OPA: Optical Parametric Amplifier (光パラメトリック増幅器)

OPA800CF (Spectra Physics)

可視
(Pump+Signal):450〜520nm、出力~10μJ/pulse
可視 (Pump+Idler): 530~700nm、出力~5μJ/pulse
赤外 (Signal or Idler):1.1〜3.0μm、出力>10μJ/pulse

出力光は
100fs時間分解吸収分光の励起光として用いています。



NOPA: Noncolinear Optical Parametric Amplifier
(
非同軸光パラメトリック増幅器) 1

出力光は可視領域においてパルス幅20fs以下で波長可変であり、縮退4光波混合の実験に用いています。




NOPA: Noncolinear Optical Parametric Amplifier 2

高出力用にデザインされた
NOPAで、出力光はパルス波形制御の実験に用いています。




測定系

100フェムト秒時間分解吸収分光装置

励起光:
OPA800CFの出力光 (460〜700nm)
検索光:広帯域白色光
(450〜1500nm)
検出器:
S3903-1024Q (Hamamatsu)
観測領域:450〜760nm,1024ch

7410-003 (Princeton Instrument)
観測領域:800〜1500nm,512ch


光合成系色素及び有機ポリマー等における励起状態ダイナミクスの研究に用いています。




sub20フェムト秒縮退4光波分光装置

sub20fsの時間分解能を持った3 (2)パルスフォトンエコー、過渡回折格子法などの測定を行い、光と物質の相互作用という観点から分子振動のコヒーレンスに着目した研究を行っています。




ナノ秒時間分解分光装置

励起光:ナノ秒Nd3+:YAGレーザーの3倍波、励起波長335nm、surelite (HOYA-continuum)
検索光
:Ar-Hフラッシュランプ、波長域300〜720nm、ナノパルスライトNP1-A (菅原研究所)

ナノ秒時間分解分光では、光励起により有機物質中に生成されたカチオンラジカルあるいは3重項状態のダイナミクスを観測しています。






光電変換測定装置

光源: Xe-ランプ L2274 (Hamamatsu)
分光器: Acton Series, Spectra Pro 2150i (Princeton Instruments)
ポテンシオスタット・電流計:
ALS600C (BAS)
光量計:
Optical Power Meter 8250A (ADCMT)

光合成色素蛋白複合体を用いた太陽電池を作成し、その発電効率を評価するために用いています。







AFM

AFM: Atomic Force Microscopy (原子間力顕微鏡)
ULTRAObjective S/ScanPanel (Surface imaging systems)

空間分可能が極めて高いAFMを用いることで、光合成色素分子と周囲を囲むアポ蛋白質が規則的に2次元配列した超分子会合体の構造決定を試みています。
また、この
AFMは光学レンズを兼ね備えているため、顕微鏡として用いることもできます。




非線形光学測定装置

電場変調吸収分光装置 (1号機)

光源:
Xeランプ C7535 (Hamamatsu):350〜700nm
タングステンーハロゲンランプ PHL-150 (Mejiro Precision Co.):700〜1000nm

分光器:
Spectra Pro150 (Acton Research)
検出器:
Siフォトダイオード, S1336-8BQ, (Hamamatsu)

試料に高電圧を印加することで電子励起状態の変化を誘起し
(Stark効果)、その特性を観測することで試料の非線形光学特性を決定しています。





電場変調吸収分光装置 (2号機)

光源: タングステンーハロテンランプ
JC12V50W20H/G1 (Iwasaki Denki)
分光器:
Omni150 (Zolix)
検出器:
InGaAsフォトダイオード G10899-03K (Hamamatsu)

赤外用としてつくられ、
BacterioChlorophyllQy帯を検出するために用いています。



メーカーフリンジTHG測定装置

光源:ナノ秒パルスレーザー:
Quanta-Ray Pro (Spectra Physics)励起、光パラメトリック発振器(発振波長750~2200nm):MOPO-PO (Spectra Physics)

メーカーフリンジ法を用いた
THG: Third Harmonics Generation (第3次高調波発生)測定を行っています。





基礎分光測定装置


紫外・可視・近赤外吸収分光装置

V-670 (日本分光)
測定範囲:
190〜2700nm (分解能:0.1nm)

試料の定常吸収スペクトルの測定に用いています。



蛍光分光測定装置

FP-6600 (日本分光)
励起波長
:220〜850nm (励起波長幅:1.0nm)
蛍光観測波長:
220〜1010nm (分解能: 2.0nm)

試料の蛍光スペクトル、蛍光励起スペクトルを測定しています。




FT-IR: Fourier Transform-Infrared (フーリエ変換赤外吸収分光)測定装置

FT/IR-6200 (日本分光)
測定範囲:20〜15000cm-1、分解能:0.07cm-1

赤外吸収分光は、対称性の要請からラマン分光では観測することのできない分子振動を観測することができます。
FT-IRのデータを用いて複雑な分子の振動を解析し、分子の構造解析を行っています。



 
試料作成

フレンチプレス

No.5502-M (大岳製作所)
最大加圧力:
200MPa

フレンチプレスを用いて、光合成細菌の組織を粉砕しています。




超遠心分離機

himac CP70MX (日立工機)

最大回転速度80,000rpm、最大遠心加速度500,000G

その他の遠心分離機
himac CR20G (日立工機)
20,00rpm、500,000G
5702 (Eppendorf Japan)
4,400rpm、1,600G


培養した光合成細菌から色素蛋白複合体を精製する際に、分離を行うために使っています。





FPLC: Fast Protein Liquid Chromatography (高速蛋白質液体カラムクロマトグラフィー)

ÄKTAprime (Amersham Biosciences)
最大流速
:50ml/min、最高圧力:1MPa

試料の成分分析に用いています。




クリーンベンチ

菌体の培養を行う際に用いています。






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