半導体レ-ザ高速掃引法による微量大気ガス濃度測定法

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01850091
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• 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 / 半導体レ-ザ

Research Abstract

本研究の目的は、予定された三年間に大気中メタンガスの空間平均濃度を数秒間程度の分解能で実時間、非接触測定できる実用装置を完成させることである。平成2年度は、その実用装置の製作と同時に、7.6μm帯の赤外光のシンチレ-ションを実験により調べた。
[屋外測定のための可搬型システムの製作]
昨年度に設計が終了している屋外測定用可搬型システムに若干の変更を加えて、その製作を終了した。屋外高精度測定という目的から、製作した可搬型システムは可能な限り単純な構成とした。主な特徴としては、赤外線検出器を一つにした単一光束方式になっていることである。また半導体レ-ザ等の光学素子を載せた光学定盤と反射鏡は10〜100mの長光路を介して全く分離した機構となり、測定光路設定の自由度が高いものとした。これにより、状況に応じた光路の設定が可能である。
[シンチレ-ションの測定]
我々は、濃度測定へのシンチレ-ションの妨害を避けるために、その周期よりも短い時間でガススペクトルを採取する方法を考えている。したがって、シンチレ-ションの周波数スペクトルを知ることが重要になる。ところで、我々が用いる波長7.6μm帯の赤外光のシンチレ-ションは詳しく研究されておらず、既に存在している可視光形に対する理論式がそのまま当てはまるという確証が持てない。そこで、HeーNeレ-ザ光と7.6μm帯赤外光のシンチレ-ションを実験的に比べることにより、その振舞いを検討した。その結果、7.6μm帯の赤外光線は、明らかに可視光線とは異なる要因から別の影響を受けていることが実験により確かめられた。この測定は前例のないものであり、測定装置の製作から始め、測定方法の工夫に多くの努力を費やした。