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大気圧プラズマ内で生成される化学活性種の応用技術は、石油の燃費を飛躍的に向上させる燃焼技術や環境汚染物質の浄化技術、特定疾患の選択的治療技術などに代表されるよう多岐にわたるが、その生成機構には未解明な部分が数多く存在する。これは、大気圧プラズマの挙動が非常に難解であるために、化学活性種の生成源である電子の密度が現状技術では測定できないことが一因として挙げられる。そこで本研究の目的は、大気圧プラズマ内の2次元電子密度分布が超高感度かつ高時間分解能でシングルショット撮影できる計測ツールを開発することである。
本研究では一昨年度、干渉イメージング方式を新規導入することでセンサの高感度化を実現し、1桁程度の感度改善を実現した。これにより、従来センサでは測定が困難だったプラズマ内部の電子密度を測定することに世界で初めて成功した。
そこで今年度は本電子密度センサの測定感度をさらに改善すべく、高解像度の撮像系を構築した。具体的には、ピクセルサイズの小さな高精細型CCDを搭載し、さらに倍率5の対物レンズを使用することで、10倍の高解像度撮影を試みた。対物レンズの焦点位置調整機構に対して改良を重ねることで、集光点へのフォーカスを実現し、当初の予定通り10倍の解像度を達成した。これにより、一昨年度の成果と合わせて、2桁程度の高感度化を実現することが出来た。
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