光音響分光法による同位体測定器の開発

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10358014
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 川崎 昌博 京都大学, 工学研究科, 教授 (70110723)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 本間 章 リオン株式会社, 技術開発部, 主任 ; 松見 豊 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 教授 (30209605)
• Keywords: 水 / 3倍音吸収 / パルスレーザー / 光音響分光法 / 同位体測定 / PAS / マイクロホン / 4倍音吸収

Research Abstract

これまでに、水の4倍音吸収(717〜738nm)を対象として、パルスレーザーを用いた光音響分光法(PAS)により水中のH_2^<18>Oの割合を測定する事が可能であることが分かっている。本研究では、この測定の精度を上げることと、水以外の7気体分子中の同位体測定を行うことを目標としている。本実験では、精度の向上を目的として吸収強度の強い水の3倍音吸収(870〜1050nm)を測定の対象とした。Nd:YAGレーザー励起DyeレーザーをPASの波長可変光源とした。色素としてStyryl 14の炭酸プロピレン溶液を用い904nm〜990nmの範囲の光を発振させた。レーザー光は、窓板からの音響の発生を防止するために赤外線反射防止膜コーティングをされた二つの石英の窓を持つ光音響セルに入射した。二つの窓の間隔は13.5cmとし、光音響波の検出にはセル内に設置されたコンデンサーマイクロホンを用いた。セル内を通るレーザー光とマイクロホンの間隔は0〜4cmで可変で、マイクロホンからの信号はプリアンプ、アンプを通じて増幅されオシロスコープで積算され、GP-IBインターフェイスを通じてパーソナルコンピューターを用いて収集した。試料は空気と混合し、全圧が50Torrに、水の分圧が5〜15Torrになるように調整した。吸収線はHITRANデータベースで同定した。これまでに、赤外光でも、可視光と同じようにスペクトルが取れることがわかったが、同位体の定量のためにはS/N比をさらに上げる必要があり、現在、測定システムの最適化に取り組んでいる。

Research Products

• [Publications] Y.Matsumi: "^<18>O/^<16>O ratio measurements of water vapor using photoacoustic spectrocopy" Applied Optics. 37 (12). 6558-6562 (1998)
• [Publications] Y.Tanaka: "Ion fragment imaging of the photodissociation of methyl iodide small clusters at 266 nm" Bulletin of Chemical Society of Japan. 71 (9). 2539-2545 (1998)