2021 Fiscal Year Annual Research Report
光コム分光温度計によるSIの新定義に基づく温度標準の構築
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19H02610
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
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)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
入松川 知也 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, 研究員 (00828056)
中野 享 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 (20357643)
浦野 千春 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 (30356589)
大久保 章 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)
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) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 気体温度計測 / 温度標準 / 熱力学温度 / デュアルコム分光 / 光周波数コム / 分子分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、我々が提案した回転状態分布温度計測（Rotational-state Distribution Thermometry：RDT）により、熱力学温度測定システムを世界に先駆けて構築し、新しい温度の定義に基づいた熱力学温度を決定し、実用的な温度標準として確立することである。
これまでにデュアルコム分光を用いた気体分子の吸収分光に基づく、新しい温度計測法(RDT)を提案し、室温で1 Kを切る精度で熱力学温度を計測する技術を確立してきた。本研究では、RDT法を高精度化することを目的とし研究を進めた。本手法は光コムの強度スペクトルを利用し温度を求めるため、スペクトル強度（縦軸）の高安定性が必須である。一方で光コムは、これまでスペクトル強度が長期的に安定していないという課題があり、これは世界的にも解決できていなかった。今回、コサイン類似度という指標を導入することでコムの長期安定度を世界で初めて検証することで、光コムを用いた熱力学温度の測定を支える最も重要な要素技術を確立した。長期的に安定している光周波数コムを使うことで、温度決定の標準偏差が√Nで落ちていることが示され、光周波数コムのスペクトル強度の安定性が測定の不確かさの抑制に寄与していることを確認した。現時点では、温度決定の際のモデル式によるフィッティングエラーは0.2 ℃程度である。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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