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2013 Fiscal Year Annual Research Report

先端光源を融合した超高分解能赤外分子分光計の開発

Research Project

Project/Area Number 23244084
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

佐々田 博之  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (30146576)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉田 尚弘  東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (60174942)
稲場 肇  独立行政法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (70356492)
Project Period (FY) 2011-04-01 – 2014-03-31
Keywords光周波数コム / 分子分光 / 飽和吸収分光 / デュアルコム / 同位体分析 / 環境分析
Research Abstract

代表者(慶應)は太い光ビームと結合する光共振器吸収セルを用いて、メタンCH4およびメタンの同位体CH3Dの飽和吸収分光を行った。この結果、細い光ビームと結合する光共振器吸収セルを使った時に比べ1/3の80Hzの半値判幅の飽和吸収スペクトルを観測することに成功した。これにより、CH3Dの回転量子数Jが小さい赤外遷移でA1A2分裂をはじめて分離した。細い光ビームと結合する光共振器吸収セルで光周波数コムを基準にした周波数掃引が成功した。これを太い光ビームと結合する光共振器吸収セルにも適応するには、周波数掃引方法変える必要が明らかになり、現在これを進めている。
稲場(産総研)は狭線幅光周波数コムの開発を進め、123 MHzという高い繰り返し周波数を得ると同時に、300 kHz分解能で50 dBの高いS/Nのキャリア・エンベロープ・オフセット信号、そして1秒平均で10^-15程度の周波数安定度を観察した。一方、近赤外波長域のデュアルコムシステムを開発し、アセチレン分子などの分光を行った。さらにこれを中赤外波長領域である3.4 μm帯に拡張するため、光コムが高非線形ファイバーにより広帯域化された波長1-2 μmの広帯域光をそのまま光導波路型PPLNに入射し、その1.0 μm帯光と1.5 μm帯光による3.4 μm帯の差周波光コムの発生を試みた。分光器で発生を観察するとともに、HClの吸収線を確認して、発生した光が間違いなく3.4 μm帯光であることを確認した。
吉田(東工大)は環境試料として微生物由来および熱分解由来(天然ガス)のメタンに着目し、同位体計測を行うことで、分光計評価用の試料採取を行った。熱分解由来として温泉由来のメタンおよび炭化水素の熱分解で生成するメタンについての同位体分析を行った。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (14 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Origin of methane in serpentinite-hosted hydrothermal systems: The CH4–H2–H2O hydrogen isotope systematics of the Hakuba Happo hot spring2014

    • Author(s)
      K. Suda, Y. Ueno, N. Yoshida, totally 13 members
    • Journal Title

      Earth and Planetary Science Letters

      Volume: 386 Pages: 112-125

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2013.11.001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A novel frequency control scheme for comb-referenced sensitive difference-frequency-generation spectroscopy2013

    • Author(s)
      K. Iwakuni, S. Okubo, H. Sasada
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: Vol.21, No.12 Pages: 14832-14840

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Methane line parameters in the HITRAN2012 database2013

    • Author(s)
      L. R. Brown, H. Sasada, totally 31 members
    • Journal Title

      Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer

      Volume: 130 Pages: 201-219

    • DOI

      10.1016/j.jqsrt.2013.06.020

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 光周波数コムによる高フィネス共振器吸収セルの制御と近接したラムディップの分離

    • Author(s)
      阿部 真志、佐々田 博之
    • Organizer
      日本物理学会第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大学湘南キャンパス
  • [Presentation] デュアルコム分光計による超広帯域分光

    • Author(s)
      岩國 加奈、大久保 章、稲場 肇、保坂 一元、大苗 敦、佐々田 博之、洪 鋒雷
    • Organizer
      日本物理学会第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大学湘南キャンパス
  • [Presentation] 近赤外デュアルコム分光計の超広帯域化

    • Author(s)
      大久保 章、岩國 加奈、稲場 肇、長谷川 太郎、保坂 一元、大苗 敦、佐々田 博之、洪 鋒雷
    • Organizer
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      青山学院大学相模原キャンパス
    • Invited
  • [Presentation] Ultra-Broadband Dual-Comb Spectroscopy with Narrow Linewidth Fiber Combs

    • Author(s)
      K. Iwakuni, S. Okubo, H. Inaba, K. Hosaka, A. Onae, H. Sasada, F.-L. Hong
    • Organizer
      International conference on fundamental physics using atoms
    • Place of Presentation
      科学未来館
  • [Presentation] 光周波数コムを用いた中赤外分子分光

    • Author(s)
      佐々田 博之
    • Organizer
      第52回光波センシング技術研究会
    • Place of Presentation
      東京理科大学 森戸記念館
    • Invited
  • [Presentation] Accurate Frequency Measurement of the ν3 Band of Methane from Sub-Doppler Resolution Comb- Referenced Spectroscopy

    • Author(s)
      M. Abe, S. Okubo, K. Iwakuni, H. Nakayama, H. Inaba, H. Sasada
    • Organizer
      The 10th Conference on Laser and Electro-Optics Pacific Rim (CLEO-PR)
    • Place of Presentation
      Kyoto International Conference Center
  • [Presentation] Accurate determination of rotational energy levels in the ground state of 12CH4

    • Author(s)
      M. Abe, K. Iwakkni, S. Okubo, H. Sasada
    • Organizer
      International Symposium on Molecular Spectroscopy
    • Place of Presentation
      Ohio State University
  • [Presentation] Sub-Doppler resolution spectroscopy of the fundamental badn of HCl with an optical frequency comb

    • Author(s)
      K. Iwakuni, M. Abe, H. Sasada
    • Organizer
      International Symposium on Molecular Spectroscopy
    • Place of Presentation
      Ohio State University
  • [Presentation] Wavelength-Modulation Spectroscopy of the Fundamental Rotation-Vibration Band of HCl Using an Optical Frequency Comb

    • Author(s)
      K. Iwakuni, M. Abe, H. Sasada
    • Organizer
      International Conference on Laser Spectroscopy 2013
    • Place of Presentation
      Berkeley, CA, U.S.A.
  • [Presentation] 光周波数コムを用いたHCl基本バンドのサブドップラー分解能波長変調分光

    • Author(s)
      岩國 加奈、阿部 真志、佐々田 博之
    • Organizer
      第13回分子分光研究会
    • Place of Presentation
      岡山大学理学部
  • [Remarks] 佐々田研 中赤外領域の高性能分子分光計の開発

    • URL

      http://www.youtube.com/watch?v=JSVf1bcq78g

URL: 

Published: 2015-05-28  

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