2023 Fiscal Year Annual Research Report

超高精度多成分微量ガス分析のためのデュアルコム共振器モード分散分光法の開発

Research Project

Project/Area Number	21H01852
Research Institution	National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
Principal Investigator	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)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	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) 松本信洋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 (30358048) 下坂琢哉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 (40295473) 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)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	ガス分析 / 光周波数コム / デュアルコム分光 / 光共振器 / 共振器分散分光 / レーザー強度雑音
Outline of Annual Research Achievements	本年度は、まず低めのフィネス300で実証実験をするために光共振器一体型サンプルセルを組み立てた。基準CWレーザーを介して光共振器長を安定化し、光コムと光共振器のモード周波数が6本ごとに一致し、6本に1本の光コムモードが光共振器を透過することを確認した。さらに透過した光コムともう一方のコムを干渉させ、デュアルコム分光のインターフェログラムが観測できることを確認した。今後、デュアルコム分光で光共振器の透過スペクトル、分散スペクトルを取得できることを確認し、実際に光共振器内にサンプルガスを封入してガス検出感度・精度を検証する。同時に、光コムと光共振器の周波数制御方法を検証し、より低雑音の共振器分散スペクトルを得られるように最適化していく予定である。並行して、光コムを用いて取得した超高精度なガス吸収スペクトル形状の分析方法について検証し、吸収強度に依存するモデルエラーが生じることを確認した。圧力幅係数の吸収強度依存性は、モデル関数にVoigt関数を使った場合は大きく、速度依存Voigt関数を使った場合は無視できる程度であることを見出し、論文として発表した。また、高精度標準ガス調製においては、熱伝導度検出器付ガスクロマトグラフによる不安定なピークリテンションタイム下での標準ガスの定量分析について、国内および国際学会で発表した。これらの知見も組み合わせ、今後デュアルコム共振器分散分光の精度を実証していく。
Research Progress Status	令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和5年度が最終年度であるため、記入しない。