2017 Fiscal Year Annual Research Report
フリーランニングCW半導体レーザーベースデュアルコム分光による呼気分析法開発
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16H04379
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| Research Institution | Tokyo Denki University |
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Principal Investigator |
西川 正 東京電機大学, 工学部, 教授 (20374069)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石澤 淳 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子光物性研究部, 主任研究員 (30393797)
日達 研一 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子光物性研究部, 研究主任 (60564276)
鈴木 将之 愛知医科大学, 医学部, 准教授 (60622371)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | デュアルコム分光 / 光周波数コム / 電気光学変調器 / 呼気分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に立ち上げたデュアルコム分光システムを用いて、各種ガスの吸収線測定を行った。最初にシアン化水素ガスの吸収線スペクトルの測定を行った。本コム光源のモード間隔は25 GHzでシアン化水素の吸収線半値幅2 GHzより広いので、補間の為にシード光として用いた波長可変半導体レーザーの波長を250 MHz間隔でシフトさせながら取得した100個のスペクトルを重ねた。また、2台の位相変調器で得られたコム光源のスペクトル幅は6 nmであったので、シアン化水素の吸収線スペクトル領域1525～1565 nm全域をカバーする為に、さらにレーザーの波長を500 GHzづつシフトさせて先の測定を繰り返した。その結果、PブランチとRブランチ全体の吸収線スペクトル測定に成功し、NISTのデーターとの比較により、吸収線波長の測定誤差は数pmであった。この誤差はシードレーザー波長の測定精度で決まっており、精密な波長計を導入することで改善できる。さらに、HITRANのデーターベースで正確な吸収線情報が提供されているアセチレンガスの吸収線スペクトルの測定にも成功した。各吸収線の形状もVoigt関数で良くフィッティング出来た。腎臓病のバイオマーカーとなるアンモニアガスの測定も試みたが、こちらの方はうまく測定できなかった。吸収係数が小さいのが原因と思われ、今後の対策が必要である。
広いスペクトル領域を一度に測定できるようにする為には、コム光源の光を短パルス化してピークパワーを高めて非線形ファイバー等に入れてスペクトル幅をもっと広げる必要がある。そこで分散補償用の分散ファイバーとソリトン圧縮をもたらす分散シフトファイバーの２種類のファイバーを用いたパルス圧縮方法の最適条件を計算機シミュレーションで求め、40 fsにまで圧縮できる条件を明らかにした。又、フォトニック結晶ファイバーを用いた広帯域光発生の実験を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
実験に用いている光強度変調器が故障してしまい、その代替品を手配するのに納期の関係で時間を要した結果、計画にやや遅れが生じた。また、バイオマーカーであるアンモニアガスの吸収量が低く吸収線測定がうまく行かなかったので、その対策が必要である。
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| Strategy for Future Research Activity |
バイオマーカーであるアンモニガスの吸収線が計測できるように、ガスセルの長尺化やレーザー波長の見直しを行って再度測定を試みる。また、補間により測定に時間を要しているので、自動的に補間を行う方法に取り組む。
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Research Products
(22 results)
