2016 Fiscal Year Annual Research Report
Frequency-swept discrete Fourier transform spectroscopy ~demonstration and application in THz and near-infrared region~
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26246031
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
安井 武史 徳島大学, 大学院理工学研究部, 教授 (70314408)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩田 哲郎 徳島大学, 大学院理工学研究部, 教授 (50304548)
橋本 守 北海道大学, 大学院情報科学研究科, 教授 (70237949)
木戸口 善行 徳島大学, 大学院理工学研究部, 教授 (70294717)
埴淵 昌毅 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学系), 准教授 (80335794)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | フーリエ変換分光 / テラヘルツ分光 / 赤外分光 / ガス分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
テラヘルツ（THz）波は、極性気体分子の回転遷移による吸収スペクトルが現れる特徴的な周波数帯に位置し、THz波長とエアロゾルの粒子サイズの関係からエアロゾルの影響を受け難いという特徴を有していることから、エアロゾル混在ガスの分析手段として期待されてきた。THz領域にひしめきあうように吸収線が存在している各種気体分子を正確に識別し定量するためには、極めて高いスペクトル確度とスペクトル分解能を有し、THz領域を全て対応できる分光法が必要であるが、従来法ではこれらの性能を実時間計測で実現するのが困難であった。
今年度は、THz領域における周波数走査型離散フーリエ変換分光法（THz-FS-dFTS）に関して、燃焼過程モニタリングの応用可能性を評価するため、煙が混在した状況下におけるガス濃度をリアルタイムでモニタリングした。ルビジウム周波数標準を基準とした極めて正確なテラヘルツ周波数スケールを広帯域スペクトルに付与し、その周波数スケールを、非同期光サンプリング式テラヘルツ時間領域分光法で高速に読み出すことにより、高い分光性能（高確度、高分解能、広帯域）と、リアルタイム性（測定レート1秒毎）を両立することが可能になった。加えて、広帯域THzスペクトル内に存在する数百本に及ぶ吸収線群を考慮した解析モデルを適用することにより、煙が充満した環境下においてサンプルガス（アセトニトリル）濃度を検出限界200ppmで動的モニタリングすることができた。
THz-FS-dFTSは、産業分野において燃焼過程の効率化や環境負荷の軽減、火災現場の閉鎖空間における引火性ガスや有毒ガスによる二次災害予防、大気環境汚染のモニタリングに役立つと期待される。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(21 results)
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[Journal Article] Measurement of absolute frequency of continuous-wave terahertz radiation in real time using a free-running, dual-wavelength mode-locked, erbium-doped fibre laser2017
Author(s)
Guoqing Hu, Tatsuya Mizuguchi, Xin Zhao, Takeo Minamikawa, Takahiko Mizuno, Yuli Yang, Cui Li, Ming Bai, Zheng Zheng, and Takeshi Yasui
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Journal Title
Sci. Reports
Volume: 7
Pages: 42082
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Terahertz frequency-domain spectroscopy of low-pressure acetonitrile gas by a photomixing terahertz synthesizer referenced to dual optical frequency combs2016
Author(s)
Yi-Da Hsieh, Hiroto Kimura, Kenta Hayashi, Takeo Minamikawa, Yasuhiro Mizutani, Hirotsugu Yamamoto, Tetsuo Iwata, Hajime Inaba, Kaoru Minoshima, Francis Hindle, and Takeshi Yasui
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Journal Title
J. Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves
Volume: 37
Pages: 903-915
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Dual-comb spectroscopy in the THz region2016
Author(s)
Takeshi Yasui
Organizer
Light, Energy and the Environment Congress/Fourier Transform Spectroscopy (FTS2016)
Place of Presentation
Kongresshalle am Zoo Leipzig (Leipzig, Germany)
Year and Date
2016-11-17 – 2016-11-17
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Gapless dual THz comb spectroscopy2016
Author(s)
Takeshi Yasui
Organizer
41st International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves (IRMMW-THz2016)
Place of Presentation
Bella Center (Copenhagen, Denmark)
Year and Date
2016-09-26 – 2016-09-26
Int'l Joint Research / Invited
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