2種の光コムの高度な制御による高速かつ高精度な分光技術の創出

通过两种光梳的先进控制创建高速高精度光谱技术

• 批准号: 22H01997
• 负责人: 柏木 謙
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01997/
• 关键词: 光周波数コム; 光コム; 分光計測; デュアルコム分光; ガス分析

本研究課題では、2種の光コムを用いた高速かつ高分解能なデュアルコム分光システムについて、縦軸(強度情報)を高精度化する技術と得られた干渉信号データの処理技術を開発している。2022年度は初年度であるので、要素技術を確立することを主に検討を進めた。分光測定結果の縦軸(強度情報)を高精度化するためには、使用する光源の強度が安定であることが肝要である。本研究課題を含むデュアルコム分光システムでは、光コムの各モードの情報を分解して測定するため、光源の平均強度だけではなく光コムの各モードが安定であることが重要である。我々が開発したデュアルコム分光システムでは短時間で測定が行えるため、測定環境の変化による擾乱を受ける前に測定が完了する結果、光コムの各モード成分の長期的な強度揺らぎの影響が抑えられることがわかった。一方で、短期的な強度揺らぎ(強度雑音)は改善の余地があり、これが改善されれば平均化をせずとも高い信号対雑音比が得られるので、この改善のための光フィルタの構築を平行して進めている。ガス分析の測定対象としてアセチレン分子(13C2H2)を封入したガスセルを用いた。信号取得用の光コムの光路にガスセルを挿入した場合と挿入していない場合で干渉波形を測定し、それらの比を計算することで透過率を計算した。これらの測定に要した時間は各200 msである。アセチレン分子のν1+ν3バンドの吸収線P枝のうち21本を測定し、透過率スペクトルにフィッティングを施すことで算出した各吸収線の中心周波数は先行研究の結果と1~10 MHzのオーダで一致した。

This research topic is to develop two kinds of technologies for high speed, high resolution, high resolution, high accuracy of optical spectrum and high resolution of optical axis (intensity information), and to develop technologies for processing optical signals. In 2022, the first year of the year, the key elements and technologies were established, and the main issues were discussed. The axis (intensity information) of the spectroscopic measurement result is highly accurate, and the intensity of the light source used is stable. This research topic includes the analysis and determination of the spectral system of the light source, the average intensity of the light source, and the stability of the light source. We have developed a spectrum of light components for a short period of time to measure the effects of environmental changes and disturbances on the long-term intensity of light components. In one direction, short-term intensity modulation (intensity modulation) can be improved by averaging and increasing signal to noise ratio. The molecular (13C2H2) in the analytical solution was encapsulated in the analytical solution. The optical path used for signal acquisition is measured and the transmittance is calculated. The measurement time is 200 ms each. The central frequency of each absorption line is calculated according to the results of the previous study, i.e., 1~10 MHz.

项目成果

2種類の光コムを組み合わせた高速かつ高分解能なデュアルコム分光

结合了两种光梳的高速、高分辨率双梳光谱

• 发表时间: 2023
• 作者: 柏木謙;大久保 章;稲場 肇
• 通讯作者: 稲場 肇