【手続補正書】
【提出日】平成28年3月10日(2016.3.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キラル成分を含む分析対象ガスが導入される容積を画定する、ハウジング；
該ハウジングに結合されており、かつ、第一の方向に沿って偏波しているマイクロ波パルスを該分析対象ガスに印加するように構成されている、マイクロ波発振器；
該ハウジングに結合されており、かつ、該第一の方向とは異なる第二の方向に沿って向けられている切替え電界を該分析対象ガスに印加するように構成されている、電界発生器；
該ハウジングに結合されており、かつ、該分析対象ガスによって放出された誘起マイクロ波を検波するように構成されており、該誘起マイクロ波が、該第一の方向および該第二の方向とは異なる第三の方向に沿って偏波している、位相敏感マイクロ波検波器；ならびに
該位相敏感マイクロ波検波器に結合されており、かつ、該キラル成分のエナンチオマーを該誘起マイクロ波の位相に基づいて検出するように構成されている、アナライザ
を備える、分光器。
【請求項２】
前記第一の方向、前記第二の方向、および前記第三の方向が互いに実質的に直交する、請求項1に記載の分光器。
【請求項３】
前記電界発生器が、前記マイクロ波パルスの印加の後かつ前記誘起マイクロ波の検波の前に前記電界を活性化するように構成されている、請求項1に記載の分光器。
【請求項４】
前記電界発生器が、前記マイクロ波パルスの印加の後かつ前記誘起マイクロ波の検波の前に前記電界を非活性化するように構成されている、請求項1に記載の分光器。
【請求項５】
前記電界発生器が、前記マイクロ波パルスの印加と実質的に並行して前記電界を活性化するように構成されている、請求項1に記載の分光器。
【請求項６】
前記ハウジングが、マイクロ波空洞を画定するための反射物のセットを備える、請求項1に記載の分光器。
【請求項７】
前記マイクロ波発振器が、前記マイクロ波パルスを広帯域チャープパルスとして印加するように構成されている、請求項1に記載の分光器。
【請求項８】
キラル成分を含む分析対象ガスが導入される容積を画定する、ハウジング；
該ハウジングに結合されており、かつ、第一の方向に沿って第一の偏波を誘起するように構成されているマイクロ波パルスを該分析対象ガスに印加するように構成されている、マイクロ波発振器；
該ハウジングに結合されており、かつ、該第一の方向とは異なる第二の方向に沿って第二の偏波を誘起するように構成されている切替え電界を該分析対象ガスに印加するように構成されている、電界発生器；
該ハウジングに結合されており、かつ、該第一の偏波および該第二の偏波を検波するように構成されている、マイクロ波検波器のセット；ならびに
該マイクロ検波器のセットに結合されており、かつ、該キラル成分のキラリティを該第二の偏波の位相に基づいて検出するように構成されている、アナライザ
を備える、分光器。
【請求項９】
前記第一の方向が、前記第二の方向に実質的に直交する、請求項8に記載の分光器。
【請求項１０】
前記ハウジングが、マイクロ波空洞を画定するための第一の反射物および第二の反射物を備える、請求項8に記載の分光器。
【請求項１１】
前記マイクロ波検波器のセットの第一のマイクロ波検波器が、前記第一の反射物中に形成された第一の開口を介して前記空洞に結合されており、かつ、該マイクロ波検波器のセットの第二のマイクロ波検波器が、前記第二の反射物中に形成された第二の開口を介して該空洞に結合されている、請求項10に記載の分光器。
【請求項１２】
前記アナライザが、前記キラル成分のエナンチオマー過剰率を前記第二の偏波の大きさに基づいて検出するように構成されている、請求項8に記載の分光器。
【請求項１３】
キラル成分を含む分析対象ガスが導入される容積を画定する、ハウジング；
該ハウジングに結合されており、かつ、第一の方向に沿って偏波している第一のパルスを該分析対象ガスに印加するように構成されている、第一の発生器；
該ハウジングに結合されており、かつ、該第一の方向とは異なる第二の方向に沿って偏波している第二のパルスを該分析対象ガスに印加するように構成されている、第二の発生器；
該ハウジングに結合されており、かつ、該分析対象ガスによって放出された誘起放射物を検波するように構成されており、該誘起放射物が、該第一の方向および該第二の方向とは異なる第三の方向に沿って偏波している、位相敏感検波器；ならびに
該位相敏感検波器に結合されており、かつ、該キラル成分のエナンチオマーを該誘起放射物の位相に基づいて検出するように構成されている、アナライザ
を備える、分光器。
【請求項１４】
前記第一の方向、前記第二の方向、および前記第三の方向が互いに実質的に直交する、請求項13に記載の分光器。
【請求項１５】
前記第一の発生器および前記第二の発生器が、前記第一のパルスおよび前記第二のパルスを連続的に印加するように構成されている、請求項13に記載の分光器。
【請求項１６】
前記第一の発生器および前記第二の発生器が、前記第一のパルスおよび前記第二のパルスを実質的に同時に印加するように構成されている、請求項13に記載の分光器。
【請求項１７】
前記第一の発生器が、前記第二のパルスに比べて高い周波数で前記第一のパルスを印加するように構成されている、請求項13に記載の分光器。
【請求項１８】
前記第一の発生器が、前記第一のパルスを第一のマイクロ波パルスとして印加するように構成されている、請求項13に記載の分光器。
【請求項１９】
前記第二の発生器が、前記第二のパルスを第二のマイクロ波パルスとして印加するように構成されている、請求項18に記載の分光器。
【請求項２０】
前記アナライザが、前記キラル成分のエナンチオマー過剰率を前記誘起放射物の大きさに基づいて検出するように構成されている、請求項13に記載の分光器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
[本発明1001]
キラル成分を含む分析対象ガスが導入される容積を画定する、ハウジング；
該ハウジングに結合されており、かつ、第一の方向に沿って偏波しているマイクロ波パルスを該分析対象ガスに印加するように構成されている、マイクロ波発振器；
該ハウジングに結合されており、かつ、該第一の方向とは異なる第二の方向に沿って向けられている切替え電界を該分析対象ガスに印加するように構成されている、電界発生器；
該ハウジングに結合されており、かつ、該分析対象ガスによって放出された誘起マイクロ波を検波するように構成されており、該誘起マイクロ波が、該第一の方向および該第二の方向とは異なる第三の方向に沿って偏波している、位相敏感マイクロ波検波器；ならびに
該位相敏感マイクロ波検波器に結合されており、かつ、該キラル成分のエナンチオマーを該誘起マイクロ波の位相に基づいて検出するように構成されている、アナライザ
を備える、分光器。
[本発明1002]
前記第一の方向、前記第二の方向、および前記第三の方向が互いに実質的に直交する、本発明1001の分光器。
[本発明1003]
前記電界発生器が、前記マイクロ波パルスの印加の後かつ前記誘起マイクロ波の検波の前に前記電界を活性化するように構成されている、本発明1001の分光器。
[本発明1004]
前記電界発生器が、前記マイクロ波パルスの印加の後かつ前記誘起マイクロ波の検波の前に前記電界を非活性化するように構成されている、本発明1001の分光器。
[本発明1005]
前記電界発生器が、前記マイクロ波パルスの印加と実質的に並行して前記電界を活性化するように構成されている、本発明1001の分光器。
[本発明1006]
前記ハウジングが、マイクロ波空洞を画定するための反射物のセットを備える、本発明1001の分光器。
[本発明1007]
前記マイクロ波発振器が、前記マイクロ波パルスを広帯域チャープパルスとして印加するように構成されている、本発明1001の分光器。
[本発明1008]
キラル成分を含む分析対象ガスが導入される容積を画定する、ハウジング；
該ハウジングに結合されており、かつ、第一の方向に沿って第一の偏波を誘起するように構成されているマイクロ波パルスを該分析対象ガスに印加するように構成されている、マイクロ波発振器；
該ハウジングに結合されており、かつ、該第一の方向とは異なる第二の方向に沿って第二の偏波を誘起するように構成されている切替え電界を該分析対象ガスに印加するように構成されている、電界発生器；
該ハウジングに結合されており、かつ、該第一の偏波および該第二の偏波を検波するように構成されている、マイクロ波検波器のセット；ならびに
該マイクロ検波器のセットに結合されており、かつ、該キラル成分のキラリティを該第二の偏波の位相に基づいて検出するように構成されている、アナライザ
を備える、分光器。
[本発明1009]
前記第一の方向が、前記第二の方向に実質的に直交する、本発明1008の分光器。
[本発明1010]
前記ハウジングが、マイクロ波空洞を画定するための第一の反射物および第二の反射物を備える、本発明1008の分光器。
[本発明1011]
前記マイクロ波検波器のセットの第一のマイクロ波検波器が、前記第一の反射物中に形成された第一の開口を介して前記空洞に結合されており、かつ、該マイクロ波検波器のセットの第二のマイクロ波検波器が、前記第二の反射物中に形成された第二の開口を介して該空洞に結合されている、本発明1010の分光器。
[本発明1012]
前記アナライザが、前記キラル成分のエナンチオマー過剰率を前記第二の偏波の大きさに基づいて検出するように構成されている、本発明1008の分光器。
[本発明1013]
キラル成分を含む分析対象ガスが導入される容積を画定する、ハウジング；
該ハウジングに結合されており、かつ、第一の方向に沿って偏波している第一のパルスを該分析対象ガスに印加するように構成されている、第一の発生器；
該ハウジングに結合されており、かつ、該第一の方向とは異なる第二の方向に沿って偏波している第二のパルスを該分析対象ガスに印加するように構成されている、第二の発生器；
該ハウジングに結合されており、かつ、該分析対象ガスによって放出された誘起放射物を検波するように構成されており、該誘起放射物が、該第一の方向および該第二の方向とは異なる第三の方向に沿って偏波している、位相敏感検波器；ならびに
該位相敏感検波器に結合されており、かつ、該キラル成分のエナンチオマーを該誘起放射物の位相に基づいて検出するように構成されている、アナライザ
を備える、分光器。
[本発明1014]
前記第一の方向、前記第二の方向、および前記第三の方向が互いに実質的に直交する、本発明1013の分光器。
[本発明1015]
前記第一の発生器および前記第二の発生器が、前記第一のパルスおよび前記第二のパルスを連続的に印加するように構成されている、本発明1013の分光器。
[本発明1016]
前記第一の発生器および前記第二の発生器が、前記第一のパルスおよび前記第二のパルスを実質的に同時に印加するように構成されている、本発明1013の分光器。
[本発明1017]
前記第一の発生器が、前記第二のパルスに比べて高い周波数で前記第一のパルスを印加するように構成されている、本発明1013の分光器。
[本発明1018]
前記第一の発生器が、前記第一のパルスを第一のマイクロ波パルスとして印加するように構成されている、本発明1013の分光器。
[本発明1019]
前記第二の発生器が、前記第二のパルスを第二のマイクロ波パルスとして印加するように構成されている、本発明1018の分光器。
[本発明1020]
前記アナライザが、前記キラル成分のエナンチオマー過剰率を前記誘起放射物の大きさに基づいて検出するように構成されている、本発明1013の分光器。
本開示の他の局面および態様もまた考慮される。前記概要および以下の詳細な説明は、本開示を任意の特定の態様に限定しようとするものではなく、単に、本開示のいくつかの態様を説明しようとするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本開示のいくつかの態様の本質および目的をより良く理解するためには、以下の詳細な説明を添付図面と併せて参照すべきである。
【図１】エナンチオマー特異的検出を提供するように機能強化されたBalle-Flygare型分光器。分子はまず、「従来の」FTMW分子識別にも使用することができるアンテナAからのパルスによってz方向に偏波され；エナンチオマーは、y偏波マイクロ波を検波するように向けられているアンテナBからの位相敏感検波によって区別される。x方向に向けられた相対的に強い電界をオンまたはオフにすることができる。
【図２】エナンチオマーを識別するキラリティ依存単色Stark FTMW分光法実験。示された準位は1-2プロパンジオールに関するものである。
【図３】キラリティ依存単色Stark FTMW分光法を受けた（超微細フリー）1-2プロパンジオール分子の量子シミュレーション。A：z（AC）およびx（DC）方向の印加電界。偏波パルス（陰影部）は、|000>|110>に対応する約12,315MHzである。B：偏波パルスによって誘起された「従来の」（すなわち非キラル）z偏波フリーの誘起減衰信号。C：DC電界によって誘起されたy面における自由誘導減衰信号。D：予想されるエナンチオマー依存位相を示すCの拡大版。
【図４】実験的に現実的なパラメータを用いる1-2プロパンジオールのエナンチオマー依存分光法のシミュレーション。A：x方向の高電圧パルスがz偏波マイクロ波パルスと実質的に同時に印加されている。B：高電圧パルスをオフにすると、y偏波エナンチオマー依存放射物が生成される。C：R-およびS-エナンチオマーの場合に予想されるエナンチオマー依存位相を示すCの拡大版。
【図５Ａ】1,2-プロパンジオールの関連する準位構造。各状態が|Jk-1k1m>で指定されている。
【図５Ｂ】印加電界中の1,2-プロパンジオールのシミュレーション。印加電界Ez（マイクロ波）およびExが示されている。同じく、経時変動性電界Exの変化によって誘起される、各エナンチオマーに関するシミュレーション分子y偏波が示されている。実験的不確かさの範囲内で、この図に示される印加電界のシーケンスは、本開示の例においてエナンチオマー依存信号を生成するために使用される電界に対応する。
【図６】エナンチオマー特異的検出を提供するように機能強化され、かつ低温バッファガスを導入するための極低温バッファガス供給源を備える分光器。
【図７】エナンチオマー特異的検出を提供するように機能強化されたチャープパルスBalle-Flygare型分光器。
【図８】エナンチオマー特異的検出を提供するように機能強化された極低温バッファガスFTMW分光器。
【図９】約20MHzの低い方の周波数パルスおよび共鳴から約20MHz離調されている高い方の周波数パルスを含むパルスシーケンス。エナンチオマー依存偏波がy方向に誘起され、図4に記載されるシーケンスに比べて約10倍より多く増強されている。加えて、z偏波された「従来の」信号がパルスシーケンスの終端で高度に抑制されている。この抑制は、z偏波放射物と、主として、または唯一y偏波放射物を収集するように向けられたアンテナとの間の望まれないクロストークを減らすように働く。また、放出された放射物は、任意の印加周波数とは異なる周波数である。約5V/cmの印加電界Ezは、図9の左上プロットのスケールでは容易には見えない。
【図１０】二重共鳴キラリティ測定のための準位構造。準位AおよびCがマイクロ波パルスによって混合され、その後または同時に、準位AおよびBが無線周波数パルスによって混合される。B⇒C遷移のマイクロ波は省略されている。小さい方の挿入図は、別の適切な準位構造である。分光器は、A⇒B遷移に対応する実質的に空間的に均一な電界を印加することができるような十分に小さなサイズに作られている。約1,000MHzのカットオフの場合、このサイズは約λ/2または約15cmであることができる。
【図１１】二重共鳴キラリティ測定のシミュレーション。ここでは、印加される無線周波数電界は約854MHzである。A：印加電界。説明しやすくするために、示されるすべての電界がミックスダウンされ、実際の周波数が表記されている。y軸は絶対V/cm単位である。B、D：「従来の」FTMW実験の場合に11,363MHzラインで印加された電界および誘起された信号。C：約11,363MHzで放射する誘起されたキラリティ依存信号。AおよびBの両方において、印加電界は、信号強度を最適化するように選択されたものである。
【図１２】二重共鳴キラリティ測定によってエナンチオマー特異的検出を提供するように機能強化された分光器。
【図１３】図12の分光器の駆動回路。マイクロ波入力および無線周波数入力（MW INおよびRF INと表記）は連続的に作動することができる（この例においては、それぞれ約14.980GHzおよび約400MHzで）。中間信号、例えば約15.000GHzのマイクロ波駆動信号および約15.380GHzの検出局部発振器信号はこれらの入力から誘起される。第三の入力（IF INと表記）は約20MHzで連続的に作動することができるが、この入力はまた、位相制御的に生成されることもできるか、またはロストークを減らすためにゲートされることもできる。
【図１４】エナンチオマー特異的検出を提供し、かつ開口を介して空洞中に結合するように機能強化された分光器。
【図１５】エナンチオマー特異的検出を提供し、かつスリットのアレイを介して空洞中に結合するように機能強化された分光器。
【図１６】キラル1,2-プロパンジオールの2つのエナンチオマー。外部電界中の1,2-プロパンジオール（または別のキラル分子）のハミルトニアンはエナンチオマー依存性である。反対のエナンチオマーどうしは、実質的に同じ回転定数A、BおよびCならびに実質的に同じ大きさの双極子モーメント成分|μa|、|μb|、および|μc|を有するが、合計量μaμbμcの符号は、軸の選択から独立して、エナンチオマーごとに異なる。表示された分子配向は例示的である。
【図１７】1-2プロパンジオールのエナンチオマー特異的検出を提供するための極低温バッファガスFTMW分光器。分子が、ミラー1中の開口の近くに保持された室温の管から極低温セルに導入される。ミラー2中の結合開口を介して導波管AおよびBを使用してマイクロ波放射物が導入される。ミラー2は、±500ボルトとアースとの間で高速で切り替えられて、x方向に経時変動性電界を印加することができる。分子はまず、導波管Aから結合された直線偏波マイクロ波パルスによってz方向に偏波される。結果として得られるエナンチオマー特異的放射物は、y偏波マイクロ波を検波するように向けられている導波管Bを介して空洞の外に結合されている。
【図１８】A：S-1,2プロパンジオール、R-1,2プロパンジオール、およびラセミ1,2プロパンジオールについてのエナンチオマー依存自由誘導減衰トレース。予想どおり、反対のエナンチオマーどうしは180°の位相差を示す。B：S-1,2プロパンジオール、R-1,2プロパンジオール、およびラセミ1,2プロパンジオールについてのエナンチオマー過剰率（水平軸）および総分子数（垂直軸）の繰り返し測定。B中の各データ点は、約20秒の実験時間および約1ミリグラムの試料を表す。エナンチオマーは容易に分割される。
【図１９】1-2プロパンジオールのエナンチオマー特異的検出を提供するための実験装置。低温分子試料が、閉サイクルパルス管冷凍機に固定された低温セル（約6K）内に含まれる。分子が、ミラーD中の1cm開口を通過する温かい注入管（約300K）Eを通して導入され、低温ヘリウムが充填ラインCを介して導入される。ホーンAからz偏波マイクロ波を放送することにより、そのマイクロ波が、曲面ミラーDから反射し、y偏波マイクロ波を収集するように向けられている第二のマイクロ波ホーンB上に再集束して、Ezが印加される。実質的に空間的に均一な電界Exが電極FとミラーDとの間に印加されることができる。ν1およびν2は約12〜18GHzの範囲で異なることができ、0<ν3<200MHzである。
【図２０】S-、R-、およびラセミ混合物のデジタル化信号。信号は約14,896GHzであるが、約36MHzの中間周波数でデジタル化され、ここでは、さらに約4MHzまでミックスダウンされた状態で示されている。予想どおり、信号はエナンチオマーとともに符号を変える。
【図２１】ラセミ混合物（四角）および調製された0.05エナンチオマー過剰率混合物（菱形）についてのエナンチオマー過剰率の繰り返し測定。各データ点は、200万の平均を表し、約1ミリグラムの試料を消費し、約50秒の実験時間を使用する。