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波長同調を要しないレーザー光音響ラマン分光によるガス検知の研究

研究課題

研究課題/領域番号 09750061
研究種目

奨励研究(A)

配分区分補助金
研究分野 応用光学・量子光工学
研究機関九州大学

研究代表者

興 雄司  九州大学, システム情報科学研究科, 助教授 (10243908)

研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
1998年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1997年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワードレーザー分光法 / Nd:YAGレーザー / 誘導ラマン散乱 / 光音響ラマン分光 / 非線形ラマン分光 / コヒーレント反ストークスラマン分光 / 誘導ラマン利得分光 / ガス検知 / 光音響分光 / 水素 / メタン
研究概要

昨年度は、申請者が考案した新しいスキームでの光音響ラマン分光(PARS)の実践を行なったが、本年度は同じ光音響分光については更なる感度向上や対象の拡大をおこなった。水素(H_2)及びメタン(CH_4)に続き二酸化炭素CO_2や酸素O_2に対象を広げ、実験を行なうことで、CO_2については30ppmという検知感度を得ることができ大気中CO_2のモニタリング似も適用可能であることを示せた。一方、O_2については、0.7%O_2の感度にとどまり、適用は可能であったものの感度が向上しない例があることも確認できた。
PARSでは測定場の圧力が変化したり、高温であった場合には検知系を配置できない。また、リモート検知も困難である。そこで、こうした問題を解決できるような非線形ラマン分光法に適用をこころみた。最初に行なったのはコヒーレント反ストークスラマン分光(CARS)である。CARSは一般に燃焼計測などで用いられる手法であるが、本スキームによってもH_2やCH_4検知が可能であることが示された。しかしながら、感度の面では理論的にも、実験的にもPARSには劣っていることが分かった。次に、適用したのは誘導ラマン利得分光である。本法では理論的にも感度良い検知が可能であり、予備的実験ながら、H_2で60ppmの検知限界を得ることができた。
今後はこうした結果をふまえ、これら新しい非線形ラマン分光法による検知感度の向上と、対象ガスの充実を図りたい。

報告書

(2件)
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (6件)

  • [文献書誌] Y.Oki et al.: "Sensitive gas detection in the atmosphere with new type of photoacoustic Raman and coherent anti-Stokes Raman spectroscopy" Technical Digest of Conf.Laser Electro-Optics '98/. 144-145 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 川田則幸 他: "可変波長レーザーを用いない非線形ラマン分光による大気中微量分子の検知" レーザー研究. (掲載予定). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Oki et al.: "Nonlinear Raman Spectroscopy without Tunable Laser for Sensitive Gas Detection in the Atmosphere" Optics Communications. (掲載予定). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Maeda et al.: "Sensitive Trace Gas Detection by Photo-Acoustic Raman Spectroscopy without Tunable Laser" Technical Digest of Conf.Laser Electro-Optics Pacific Rim '97/. 144-145 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Oki et al.: "Sensitive Detection of Gas Molecules Using New Type of PARS and CARS" Proc.Conf.Laser-Aided Plasma Diagnostics. 192-196 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Oki et al.: "Sensitive H_2 Detection Using a New Technique of Photoacoustic Raman Spectroscopy" Jpn.J.Appl.Phys. 36. 1172-1174 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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