高温・ピコ秒パルスラジオリシス

Ultra-fast ps pulse radiolysis at elevated temperatures

Lin, M.; 室屋 裕佐*; Han, Z.*; 山下 真一; 作美 明*; 上田 徹*; 勝村 庸介

Lin, M.; Muroya, Yusa*; Han, Z.*; Yamashita, Shinichi; Sakumi, Akira*; Ueda, Toru*; Katsumura, Yosuke

パルス-プローブ法を用い、22MeV Sバンド電子線LINACとTi:Sapphire fsレーザからなる超高速パルスラジオリシスシステムを開発してきた。fsレーザの基本波(795nm)を二分し、一方は三次高調波(265nm)に変換した後、レーザフォトカソードRF電子銃に入射して電子線発生に用い、他方は光学的パラメトリック増幅器(TOPAS, Light Conversion Co. Ltd)に入射し、5352600nmという広い波長域で可変な分析光に変換して用いた。これにより短寿命化学種の広い波長域における挙動が観測可能となった。最近ではレーザフォトカソードをMgからCsTeに置き換えることで、ビーム特性を向上させることに成功した。具体的には2nCの電荷,2psのパルス幅(FWHM),3mmのビーム径が実現している。さらに、このシステムを利用することで水及び種々のアルコール中における水和前電子並びに水和電子の初期収量や過渡的挙動を観測した。

An ultra-fast pulse radiolysis system based on pulse-and-probe method has been developed. The system consists of a 22-MeV S-band electron linac and a femtosecond Ti:Sapphire laser. Being the fs fundamental laser (795 nm) split into two, half of the laser beam is injected into the laser photocathode RF-gun to generate electron beam after converted into third harmonics (265 nm), and the other half is used as a probe laser. Since the wavelength of the probe light can be converted into variable wavelengths (535-2600 nm) by an optical parametric amplifier (TOPAS, Light Conversion Co. Ltd), transient absorption spectroscopy in wide wavelength range can be performed efficiently. Recently, the laser photocathode has been improved by replacing Mg by CsTe. Owing to high quantum efficiency of CsTe, better beam quality was realized such as 2 nC in charge per pulse, 2 ps in beam width (FWHM) and 3 mm in diameter of full beam size. This system has been utilized to study initial yields and transient behaviors of presolvated and solvated electrons in water and various alcohols.