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

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。

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。