総説

周波数可変炭酸ガスレーザーサイドバンド光源と飽和分光への応用

A Widely Tunable Infrared Source of CO2 Laser Sideband and Its Application to Saturated Absorption Spectroscopy of Methanol

孫 振東・森脇 喜紀・常川 省三・松島 房和・高木 光司郎
Zhen-Dong SUN, Yoshiki MORIWAKI, Shozo TSUNEKAWA, Fusakazu MATSUSHIMA, and Kojiro TAKAGI

炭酸ガスレーザーが発振する中赤外領域（波長9-11μm）には，様々な分子の振動基本バンドのスペクトル線が密集している．周波数精度が高く，高出力で周波数可変な炭酸ガスレーザーサイドバンド光源を用いて，飽和吸収分光法を応用したマイクロ波-赤外二重共鳴分光計およびシュタルク変調サブドップラー分光計を開発した．これらの分光計を使ってメタノール（CH₃OH）分子のC-O伸縮振動バンド（v_co = 1←0）の高分解能スペクトルを高精度かつ系統的に測定した．本稿では，この周波数可変炭酸ガスレーザーサイドバンド光源の原理，特徴，技術，および分光計への応用について報告する．

A CW CO₂ laser oscillates at the wavelength range of 9-11 mm, where various molecules have the fundamental vibrational band. In our laboratory, a widely tunable CO₂ laser sideband system has been developed for high-resolution spectroscopy and applied to a microwave (MW) - infrared (IR) double resonance spectrometer and a Stark-modulated sub-Doppler resolution spectrometer. The present article reports operation principles, features, and practical techniques of the CO₂ laser sideband system and application to high-resolution spectroscopy of methanol. The results show high performance of the CO₂ laser sideband system for studying molecular spectroscopy.

Keywords:Tunable IR source, Saturation absorption, CO2 laser sideband, MW-IR double resonance, Sub-Doppler resolution spectroscopy