蛍光体発光スペクトルの安定性に着目した検出器校正による環境計測ライダーの新展開

点击翻译按钮获取中文摘要

気温・水蒸気・エアロゾル・オゾン等の精緻な空間分布を得る環境計測ライダーは、受信光の分光検出を基礎としており、その校正精度が観測データの質に影響する。本研究では、単純かつ高精度・高頻度の校正を可能とする手法を提案し、豪雨予測や健康影響評価に有用な環境計測ライダーの定量計測に貢献することを目的とする。2022年度は、2021年度に設計したプラズマ発光蛍光体を用いた校正用の入射機構の構築を行った。望遠鏡内に安全にかつ安定して紫外光を照射するための専用治具を設けるなど、校正用光源の照射方法や光量についての最適化を行った。大面積の面発光が可能なプラズマ発光蛍光体は、LED、タングステンランプ、重水素ランプなどの点光源に比べて設置角度に対するロバスト性は高いものの、設置角度の微小なズレが校正スペクトルの誤差要因となりうる。そこで、敢えて入射角を微小にずらし、そのスペクトルの平均をとることで、安定した校正値が得られることがわかった。蛍光スペクトルで校正した値と、気象要素の鉛直分布を計測するラジオゾンデや粒子濃度を直接観測装置から得られた校正値との比較実験を行い、提案手法の有用性について実証した。また、本装置を小型化・低電力化してライダー用移動観測車内で校正可能にしたほか、本校正を適用したライダーと、係留気球やドップラーライダーとの複合観測のための予備実験を実施した。本装置は紫外域ライダーの校正用装置として開発したが、光源や光学素子を長波長計測にも最適化することで、より汎用性のある多波長校正装置となることが期待される。