2023 Fiscal Year Annual Research Report
超高感度マルチパスレーザーヘテロ干渉計の開発と衝撃波前方プリカーサ現象の解明
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21K18778
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
松井 信 静岡大学, 工学部, 教授 (90547100)
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2021-07-09 – 2024-03-31
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| Keywords | マルチパスセル / 高感度化 / レーザー吸収分光法 / レーザー干渉計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はJAXA角田宇宙センターが所持する世界最大級の膨張波管HEK-Xの気流診断を行った．マルチパス光学系を直径1.5mの真空チャンバ外で組むことは困難であるため，光ファイバ導入端子を用いてチャンバ内に光学系を設置した．HEK-Xは自由ピストン発射時にリコイルするため，気流より先に機械的な衝撃が試験部に到達する．そのため，光学系を耐震治具上に設置し，振動の影響を緩和させることでアライメントのズレを抑制した．また気流の直撃及び破膜のコンタミから高反射ミラーの劣化を防ぐために防爆システムを構築した．その結果，振動の影響を完全には除去できなかったものの，4km/sの気流に対して試験時間中の吸収信号の取得に成功し，気流温度が900Kであることがわかった．気流のコンタミの影響については超音波洗浄機でミラーのコンタミ劣化をある程度修復できることがわかり，3－5回の繰り返しが可能であることを確立した．
マルチパスレーザー干渉計に関してはアーク風洞を用いて精度評価を行った．アーク風洞作動時には真空ポンプの振動の影響のため，干渉信号の位相安定性が大きく劣化することがわかった．位相安定性を3シグマで定量的に評価した結果，光学台をチャンバー内に設置する前後で6.95倍，ポンプ作動前後での位相安定性は2.24倍大きくなることがわかった．干渉精度に関しては干渉計の結果をシングルプローブによる電子密度測定により評価することでマルチパス化しても干渉信号が取得できていることを実証した．
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[Presentation] Diagnostics of Expansion Tube Flows by Sensitivity Enhanced Laser Absorption Spectroscopy of Oxygen Molecule,2023
Author(s)
Nogami, H., Matsumoto, H., Matsui, M., Nagata, Y., and Yamada, K.
Organizer
34th International Symposium on Space Technology and Science
Int'l Joint Research
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