半導体レ-ザ高速掃引法による微量大気ガス濃度測定法

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01850091
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 古賀 隆治 岡山大学, 工学部, 教授 (20027147)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐野 博也 福山大学, 工学部, 教授 (10033143) ; 小坂 恵 岡山大学, 工学部, 教務員 (00170233) ; 和田 修己 岡山大学, 工学部, 講師 (10210973)
• Keywords: 大気 / メタンガス / 濃度 / 実時間 / 非接触 / 長光路 / シンチレ-ション / 鉛塩半導体レ-ザ

Research Abstract

本研究の目的は、予定される3年間に、大気中メタンガスの平均濃度を数分間程度の分解能でもって、100m程度の長光路を用いて開放大気中の空間平均値を実時間・非接触的に測定できる測定方式を測定できる実用装置を完成させることにある。初年度である平成元年度では、採用する測定原理の潜在的精度限界の実験的確認、実用装置の基本設計および基本素子の調達を行った。
〔精度限界の確認〕大気のシンチレ-ションの妨害を避けるためにレ-ザの波長を最短で10μS程度の短い時間幅しか持たないパルス電流で駆動し、それを繰り返す方法を採用する。この方法に対し、レ-ザを直流的に動作させ、数秒間かかって掃引する方法は既に研究を続けてきた年数も長く、その精度についても良く判っている。そこでこの両者を実験的に比べることにより、先のパルス駆動方式の精度を検討した。パルス駆動方式は電子工学的に数々のシステム構成上の困難が予想されたにも拘わらず、CW方式と同程度の精度が得られることが実験的に確かめられた。
〔実用装置の基本設計〕分光測定のための光源として鉛塩半導体レ-ザを用いる。この光源の長所を生かし、次点を補うためにやゝ複雑な光学系が必要である。市販の光学素子を用いてコストの上昇を押えることを目的に細かい光学的検討を行い、光学部分の基本設計と素子の調達を完了した。現在、全体枠の組立調整を待つ状態である。
さらにここで用いる光学系は過去の例を見ない程大型のコ-ナ-・キュ-ブ鏡を含んでいる。これを機械加工により製作するための工夫に多くの努力を費した。

Research Products

• [Publications] R.Koga,M.Bouzidi,H.Xu,O,Wada and H.Sano: "A quick spectromety of atmospheric gas density with tunable diode lasers and digital signal processing" Proceedings of the first China-Japan international symposium on instrumentation,measurement and automatic control. 96-103 (1989)