| 研究課題/領域番号 |
21H01852
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分30020:光工学および光量子科学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
大久保 章 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (30635800)
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| 研究分担者 |
清水 祐公子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (30357222)
松本 信洋 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (30358048)
下坂 琢哉 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (40295473)
稲場 肇 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (70356492)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2023年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2022年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2021年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
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| キーワード | 光周波数コム / デュアルコム分光 / 光共振器 / ガス分析 / 共振器分散分光 / レーザー強度雑音 / 同位体比 / 標準ガス / 質量比混合法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究課題では、非破壊・非接触の分光計測によって多成分ガス濃度の高感度・高精度測定を実現するために、デュアルコム分光法と光共振器型サンプルセルを組み合わせ、光強度雑音の影響を受けない完全周波数ベースの高感度・高精度・広帯域・高分解能分光法を開発する。さらに、高精度に調製されたサンプルガスを測定することで分光法の精度を評価し、リアルタイムかつ濃度の相対不確かさ10＾－5級の高精度ガス分析の実現を目指す。
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| 研究成果の概要 |
高精度ガス分析のために、共振器モード分散分光とデュアルコム分光を融合し、光強度揺らぎの影響を受けない完全周波数ベースの分光法を実証した。そのために、サンプルセル一体型の光共振器を開発し、光共振器のFSRが光コムのモード間隔の整数倍となるように、それぞれの周波数を精密に制御した。得られたスペクトルは特別な補正無しでバックグラウンド成分がほぼゼロであり、スペクトル解析によるガス濃度測定の精度が大きく向上すると期待できる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
気候変動の予測や、プラント排気ガスのリアルタイム分析など、高感度・高精度かつ高速な分光ガス濃度測定が求められている。通常の分光ガス濃度測定では光強度揺らぎの影響で精度が制限されるが、完全周波数ベースの共振器モード分散光をデュアルコム分光で実現することで、光強度揺らぎの影響を受けないバックグラウンドフリーのスペクトルが得られることが実証された。これらの成果により、多成分ガス分析の精度が向上し、上述の応用のさらなる発展が期待できる。
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