レーザー光散乱法による中真空ガス圧標準器および圧力計の開発・試作研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04555016
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 村岡 克紀 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (80038546)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 静雄 日本真空技術(株), 計器事業部長 ; 山川 洋幸 日本真空技術(株), 技術開発部長 ; 迫田 忠則 北九州工業高等専門学校, 助教授 (10037880) ; 平川 靖之 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (80238344) ; 内野 喜一郎 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (10160285)
• Keywords: レーリー散乱 / 圧力 / 核子教密度 / ルビーレーザー / 半語体レーザー / 標準真空計 / 汎用真空計

Research Abstract

平成3年度までに、レーザー光の原子・分子によるレーリー放乱を用いて核子数密度を求め、別途精度良く求まる温度に掛けて圧力を求める有効性を示してきた。これを発展させて、(1)レーザー圧力計を1〜10^<-3>-Torrの真空度標準とする可能性の検討、(2)その原理を用いて実用真空計を開発する、の二点が本研究の目的である。
(1)については、くり返し10HzのYAGレーザーの第二高調波を用いて、各種サイズのバッフル、ビームダンプ、ビューイングダンプを工夫してレーザー光散乱実験を行い、迷光レベル0.3mTorr(窒素換等)を達成した。また、積分球を用いたパワーモニターにより、モニター精度を1%以内には出来る(最終目標0.57.以内にすべく努力中である)ことを示した。また、ルビーレーザーを用った実験、解析を進め、その誤差2〜87が受光光るによるフォトマルの光電子のショットノイズによることを明らかにし、10^<-3>Torrでも1%以内の最終目標精度を得るには、光子数を80倍に増加させる必要があることを示した。この目標に向けて、現在実験を進めている。
(2)については、半語体レーザーを用いて小堅の圧力計を試作し、明確なしレーリー散乱信号を検出した。これは微弱なレーザー光を用いてもレーリー散乱が積多処理により計測できることを示した画期的なものである。この光積出にはフォトマルを用いたが、汎用圧力計にはフォトダイオードを用いる必要があるため、現在その低ノイズ化に取り組んでいる。また逓光レベルがかなり高い(100 Torr程度)も問題である。これらを克服して、実用真空計として完成させることが必要である。
以上の種類を克服して、第二年度目には本研究を完成させることを目指している。