| Project/Area Number |
21H01852
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 30020:Optical engineering and photon science-related
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
Okubo Sho 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (30635800)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 祐公子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (30357222)
松本 信洋 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (30358048)
下坂 琢哉 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (40295473)
稲場 肇 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (70356492)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
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| Keywords | 光周波数コム / デュアルコム分光 / 光共振器 / ガス分析 / 共振器分散分光 / レーザー強度雑音 / 同位体比 / 標準ガス / 質量比混合法 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究課題では、非破壊・非接触の分光計測によって多成分ガス濃度の高感度・高精度測定を実現するために、デュアルコム分光法と光共振器型サンプルセルを組み合わせ、光強度雑音の影響を受けない完全周波数ベースの高感度・高精度・広帯域・高分解能分光法を開発する。さらに、高精度に調製されたサンプルガスを測定することで分光法の精度を評価し、リアルタイムかつ濃度の相対不確かさ10＾－5級の高精度ガス分析の実現を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
We demonstrated a fully frequency-based spectroscopic method that combines cavity mode dispersion spectroscopy and dual-comb spectroscopy for high-precision gas analysis. To achieve this, we developed a sample-cell-integrated optical cavity, precisely controlling the frequencies to ensure that the cavity free spectral range (FSR) is an integer multiple of the comb mode spacing. The resulting spectrum exhibits minimal background components without any special corrections, leading to significantly improved accuracy in gas concentration measurements through spectral analysis.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
気候変動の予測や、プラント排気ガスのリアルタイム分析など、高感度・高精度かつ高速な分光ガス濃度測定が求められている。通常の分光ガス濃度測定では光強度揺らぎの影響で精度が制限されるが、完全周波数ベースの共振器モード分散光をデュアルコム分光で実現することで、光強度揺らぎの影響を受けないバックグラウンドフリーのスペクトルが得られることが実証された。これらの成果により、多成分ガス分析の精度が向上し、上述の応用のさらなる発展が期待できる。
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