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2013 Fiscal Year Final Research Report

Development of ultra high resolution mid-infrared molecular spectrometer combining advanced sources

Research Project

  • PDF
Project/Area Number 23244084
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Atomic/Molecular/Quantum electronics
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

SASADA Hiroyuki  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (30146576)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) INABA Hajime  産業技術総合研究所, 計測標準部門, 主任研究員 (70356492)
YOSHIDA Naohiro  東京工業大学, 総合理工研究科, 教授 (60174942)
Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) HONG Fen-lei  産業技術総合研究所, 計測標準部門, 室長 (10260217)
HOSAKA Kazumoto  産業技術総合研究所, 計測標準部門, 研究員 (50462859)
TSUJI Kiyoshi  東京工業大学, 総合理工研究科, 助教 (90272707)
Project Period (FY) 2011-04-01 – 2014-03-31
Keywords光周波数コム / 差周波光源 / サブドップラー分解能 / 光共振器 / デュアルコム分光 / 狭線幅光源 / 同位体比計測 / 赤外分光
Research Abstract

Sub-Doppler resolution spectroscopy of methane has been carried out from 86.8 to 93.1 THz, and 204 transition frequencies have been determined with an uncertainty of a few kHz. The results are listed in HITRAN 2014 database. The pump and signal frequencies for difference-frequency-generation are stabilized to the optical frequency comb, and the idler frequency is swept by varying the repetition rate to record weak spectral lines of methane, methyl iodine, and hydrogen chloride. An enhanced-cavity absorption-cell coupled with a wide beam reduces the width of the saturation lines to 80 kHz.
The relative spectral linewidth of the optical frequency combs for dual-comb spectroscopy is reduced below 1Hz, and absorption spectrum from 1.0 to 1.8 micron m is recorded with a spectral resolution of 48 MHz and an acquisition time of 140 ms.

  • Research Products

    (34 results)

All 2014 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (26 results) Remarks (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] totally 31 authors, Methane line parameters in the HITRAN2012 database2013

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

      Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiation Transfer

      Volume: Vol.130 Pages: 01-219

    • DOI

      10.1016/J.Jqsrt.2013.06.020

    • 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] Accurate transition frequency list of the ν3 band of methane from sub-Doppler resolution comb-referenced spectroscopy2013

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

      Journal of the Optical Society of America B

      Volume: Vol.30, No.4 Pages: 1027-1035

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spectroscopic isotope ratio measurement of doubly-substituted methane2012

    • Author(s)
      K. Tsuji, H. Teshima, H. Sasada, N. Yoshida
    • Journal Title

      Spectrochimica Acta Part A : Molecular and Biomolecular Spectroscopy

      Volume: Vol.98 Pages: 43-46

    • DOI

      10.1016/j.saa.2012.08.028

    • 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2014

    • 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
    • Year and Date
      2014-03-30
  • [Presentation] デュアルコム分光計による超広帯域分光2014

    • 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
    • Year and Date
      2014-03-30
  • [Presentation] 近赤外デュアルコム分光計の超広帯域化2014

    • 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
    • Year and Date
      2014-03-18
  • [Presentation] Ultra-Broadband Dual-Comb Spectroscopy with Narrow Linewidth Fiber Combs2014

    • 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 (FPUA2014)
    • Place of Presentation
      科学未来館
    • Year and Date
      2014-03-14
  • [Presentation] 光周波数コムを用いた中赤外分子分光2013

    • 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
    • Year and Date
      2013-12-03
  • [Presentation] 光周波数コムを基準とした HClのサブドップラー分解能分光2013

    • Author(s)
      岩國 加奈、世良 英之、佐々田 博之
    • Organizer
      日本光学会年次学術講演会
    • Place of Presentation
      奈良県新公会堂
    • Year and Date
      2013-11-12
  • [Presentation] 光ビーム径の大きい高フィネス共振器吸収セルを用いたラムディップの狭窄化2013

    • Author(s)
      阿部 真志、佐々田 博之
    • Organizer
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学常三島キャンパス
    • Year and Date
      2013-09-28
  • [Presentation] デュアル・コム装置を用いた広帯域アセチレン分光測定2013

    • 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
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学常三島キャンパス
    • Year and Date
      2013-09-28
  • [Presentation] 狭線幅光コムを用いたデュアル・コム装置の開発2013

    • Author(s)
      岩國 加奈、大久保 章、稲場 肇、長谷川 太郎、保坂 一元、大苗 敦、佐々田 博之、洪 鋒雷
    • Organizer
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学常三島キャンパス
    • Year and Date
      2013-09-28
  • [Presentation] 近赤外デュアル・コム広帯域分光システムの開発2013

    • 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74回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      同志社大学京田辺キャンパス
    • Year and Date
      2013-09-19
  • [Presentation] Accurate Frequency Measurement of the ν 3 Band of Methane from Sub-Doppler Resolution Comb- Referenced Spectroscopy2013

    • Author(s)
      M. Abe, S. Okubo, K. Iwakuni, H. Nakayama, H. Sasada
    • Organizer
      The 10th Conference on Laser and Electro-Optics Pacific Rim (CLEO-PR)
    • Place of Presentation
      Kyoto International Conference Center
    • Year and Date
      2013-07-07
  • [Presentation] Accurate determination of rotational energy levels in the ground state of 12CH42013

    • Author(s)
      M. Abe, K. Iwakuni, S. Okubo, H. Sasada
    • Organizer
      The 68th International Symposium on Molecular Spectroscopy
    • Place of Presentation
      Ohio State University
    • Year and Date
      2013-06-18
  • [Presentation] Sub-Doppler resolution spectroscopy of the fundamental badn of HCl with an optical frequency comb2013

    • Author(s)
      K. Iwakuni, M. Abe, H. Sasada
    • Organizer
      The 68th International Symposium on Molecular Spectroscopy
    • Place of Presentation
      Ohio State University
    • Year and Date
      2013-06-18
  • [Presentation] Wavelength-Modulation Spectroscopy of the Fundamental Rotation-Vibration Band of HCl Using an Optical Frequency Comb2013

    • Author(s)
      K. Iwakuni, M. Abe, H. Sasada
    • Organizer
      International Conference on Laser Spectroscopy 2013
    • Place of Presentation
      Berkeley, California, USA
    • Year and Date
      2013-06-10
  • [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2013

    • 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
    • Year and Date
      2013-05-18
  • [Presentation] メタン禁制遷移のサブドップラー分解能分光と精密周波数測定2013

    • Author(s)
      阿部 真志、岩國 加奈、大久保 章、佐々田 博之
    • Organizer
      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学東広島キャンパス
    • Year and Date
      2013-03-29
  • [Presentation] 中赤外差周波光源と光周波数コムを用いたHCl のサブドップラー分解能分光2013

    • Author(s)
      岩國 加奈、阿部 真志、大久保 章、佐々田 博之
    • Organizer
      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学東広島キャンパス
    • Year and Date
      2013-03-29
  • [Presentation] 中赤外差周波光源と光周波数コムを用いたサブドップラー分解能分子分光2012

    • Author(s)
      阿部 真志、岩國 加奈、大久保 章、中山 裕天、佐々田 博之
    • Organizer
      日本物理学会2012年秋季大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学常盤台キャンパス
    • Year and Date
      2012-09-28
  • [Presentation] Spectroscopic measurement of 13CH3D/12CH3D and 13CH3D/12CH4 using a mid-infrared difference-frequency-generation source2012

    • Author(s)
      K. Tsuji, H. Teshima, H. Sasada, N. Yoshida
    • Organizer
      The 6th International Symposium on Isotopomer
    • Place of Presentation
      Carnegie Institute of Washington, U.S.A.
    • Year and Date
      2012-06-22
  • [Presentation] Sub-Doppler resolution difference-frequency-generation infrared spectrometer with high sensitivity and wide tunability2012

    • Author(s)
      S. Okubo, H. Nakayama, K. Iwakuni, H. Sasada, H. Inaba
    • Organizer
      The 67th International Symposium on Molecular Spectroscopy
    • Place of Presentation
      Ohio State University
    • Year and Date
      2012-06-18
  • [Presentation] Optical frequency comb referenced sub-Doppler resolution difference-frequency-generation infrared spectrometer2012

    • Author(s)
      K. Iwakuni, S. Okubo, H. Nakayama, H. Sasada, H. Inaba
    • Organizer
      The 67th International Symposium on Molecular Spectroscopy
    • Place of Presentation
      Ohio State University
    • Year and Date
      2012-06-18
  • [Presentation] 光コムを基準にした差周波光源によるサブドップラー分解能分子分光2012

    • Author(s)
      岩國 加奈、大久保 章、中山 裕天、阿部 真志、佐々田 博之
    • Organizer
      第12回分子分光研究会
    • Place of Presentation
      上智大学四谷キャンパス
    • Year and Date
      2012-05-19
  • [Presentation] 光周波数コムに安定化した中赤外差周波光源を使ったサブドップラー分解能分子分光2012

    • Author(s)
      大久保 章、岩國 加奈、中山 裕天、佐々田 博之
    • Organizer
      日本物理学会第67回年次総会
    • Place of Presentation
      関西学院大学
    • Year and Date
      2012-03-27
  • [Presentation] 光周波数コムに安定化した中赤外差周波光源の狭線幅化2012

    • Author(s)
      岩國 加奈、大久保 章、中山 裕天、佐々田 博之
    • Organizer
      日本物理学会第67回年次総会
    • Place of Presentation
      関西学院大学
    • Year and Date
      2012-03-27
  • [Presentation] 中赤外領域の高性能分子分光計の開発2012

    • Author(s)
      佐々田 博之
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会
    • Place of Presentation
      TKP 仙台カンファレンスセンター
    • Year and Date
      2012-01-31
  • [Presentation] Absolute frequency list of the nu3-band transitions of methane at a relative uncertainty of 10^-11 level using optical frequency comb2011

    • Author(s)
      S. Okubo, H. Nakayama, K. Iwakuni, H. Inaba, H. Sasada
    • Organizer
      Symposium on "A revolution in spectroscopy by the optical frequency comb"
    • Place of Presentation
      つくば市産業技術総合研究所
    • Year and Date
      2011-09-26
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.phys.keio.ac.jp/guidance/labs/sasada/research/MIRmolsp-jp.html

  • [Remarks]

    • URL

      http://www.phys.keio.ac.jp/guidance/labs/sasada/research/fibercomb-jp.html

  • [Remarks] 研究紹介動画

    • URL

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

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 分光計測装置2012

    • Inventor(s)
      佐々田 博之、大久保 章、岩國 加奈
    • Industrial Property Rights Holder
      佐々田 博之、大久保 章、岩國 加奈
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特許願 2012-95961
    • Filing Date
      2012-04-19

URL: 

Published: 2015-06-25  

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