フェムト秒レーザーパルスがキラル分子に入射すると、レーザー光は分子の電子と相互作用し、非線形光学応答を誘導します。この応答は、2つの分子の電子が異なる方法で配置されているため、キラル分子とその鏡像では異なります。その結果、キラル分子とその鏡像のSHG効率は異なります。この違いは、2つの分子を区別するために使用できます。
フェムト秒レーザーベースのキラル認識には、伝統的なキラル認識の方法よりも多くの利点があります。これらの利点は次のとおりです。
* 高感度： フェムト秒レーザーベースのキラル認識は非常に敏感であり、非常に少量のキラル分子を検出するために使用できます。
* 特異性： フェムト秒レーザーベースのキラル認識は非常に特異的であり、非常に類似したキラル分子を区別するために使用できます。
* 速度： フェムト秒レーザーベースのキラル認識は非常に高速であり、サンプルをリアルタイムで分析するために使用できます。
* 非破壊： フェムト秒レーザーベースのキラル認識は非破壊的であり、分析対象のサンプルに損傷を与えません。
フェムト秒レーザーベースのキラル認識は、キラル分子の分析のための強力なツールです。キラル認識の伝統的な方法よりも多くの利点があり、化学、生物学、および医学の分野でますます重要な役割を果たすことが期待されています。
フェムト秒レーザーベースのキラル認識がどのように機能するかについてのより詳細な説明を以下に示します。
フェムト秒レーザーパルスが分子に入射すると、レーザー光は分子の電子と相互作用し、非線形光学応答を誘導します。この応答は、さまざまな種類の分子で異なり、キラル分子とその鏡像を区別するために使用できます。
キラル分子のSHG効率は、次の方程式で与えられます。
$$ \ eta_ {shg} \ propto | \ chi^{（2）} |^2 $$
ここで、\（\ chi^{（2）} \）は2次非線形光学感受性です。 2次非線形の光感受性は、材料の非線形光学応答を記述するテンソルです。これは3ランクのテンソルであり、3つのインデックスがあることを意味します。 2次非線形光学感受性の指標は、レーザー光の電界の3つの方向に対応しています。
キラル分子の場合、2次非線形の光学感受性は対称ではありません。これは、キラル分子のSHG効率が、レーザー光の電界の異なる方向に対して異なることを意味します。対照的に、非キラル分子の2次非線形光学感受性は対称であり、非キラル分子のSHG効率はレーザー光の電界のすべての方向で同じです。
キラル分子と非キラル分子間のSHG効率のこの違いを使用して、2種類の分子を区別できます。分子のサンプルのSHG効率を測定することにより、分子がキラルであるか非キラルであるかを判断することができます。
フェムト秒レーザーベースのキラル認識は、キラル分子の分析のための強力なツールです。非常に敏感で、具体的で、速く、非破壊的な技術です。化学、生物学、および医学の分野でますます重要な役割を果たすことが期待されています。
