2021 Fiscal Year Annual Research Report
プラズマ‐前方共鳴散乱分光法による広帯域光源を用いた真空紫外原子吸収遷移の測定
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19K03807
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
松田 秀幸 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (00181735)
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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Keywords | 前方共鳴散乱 / CFS / 真空紫外 / 超高輝度重水素ランプ |
Outline of Annual Research Achievements |
令和3年度はプラズマ-前方共鳴散乱(CFS)分析装置を改造し、超高輝度重水素ランプを光源に、また炭素原子の準安定状態からの吸収遷移 247.9 nmと193.1 nを選択して行った。C原子はアルゴン-メタンの混合ガスからプラズマ中で発生させ、実験は主に247.9 nmの遷移を用いた。今年度は光学系を効率よく光が通過できるように改良し光学系を真空容器に収納して真空紫外での酸素分子による吸収の影響を受けないように排気した。光学系を透過モードにして透過スペクトルを測定したところ、182 mmまで透過することが確かめられた。また分析装置内で光が内部の壁などに当たりロスしていることが認められたので、NW16規格のクロスやティなど内径の小さな真空部品を内径の大きなICF70規格の物に交換して光のロスを減少させた。パルス放電中はC原子の発光がCFS信号を妨害することが予想されるため、放電停止期間中のCFS信号を時間分解測光で測定した。しかしCのCFS信号は検出出来なかった。そこでC 247.9 nmの代わりに鉄の共鳴線 248.3 nmについて実験を行った。重水素ランプからの平行光を鉄陰極直上でグロー放電が起こっている場所にレンズで絞り込み、その場所に磁場が印加出来る小型放電管を製作し実験を行った。過去にFeのCFS信号はホロカソードランプを用いて測定出来ていたが、今回重水素ランプの連続光ではFe 248.3 nmのCFS信号は検出できなかった。この超高輝度重水素ランプからの連続光は、分解能が0.1 nm程度の分光器で測定するとかなり発光強度が強く観測されるが、原子の共鳴線の線幅(数pmまたは数GHz程度)での強度で比較すると、ホロカソードランプの発光強度の方が超高輝度重水素ランプより強い可能性があり、連続光源であればレーザー励起プラズマ光源のようなより明るい光源が必要なのかもしれない。
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