光音響法による大気中フリーラジカルの検出と反応追跡に関する研究

光声法大气自由基检测及反应追踪研究

• 批准号: 05237207
• 负责人: 三好 明
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05237207/
• 关键词: フリーラジカル; 赤外光音響法; 差周波混合; メタン

本年度は赤外光音響法に必要とされるパルスレーザ光を発生し、安定分子による光音響法の評価を行なった。1)赤外レーザ光の発生:赤外パルス光音響法に必要とされる赤外レーザ光をNd:YAGレーザの基本波(1064nm)と、色素レーザ光(〜810nm)をLiNbO_3結晶中で差周波混合する事によって発生させた。発生した赤外レーザはメタンのν_3バンドの吸収から3.18-3.43μmの波長可変、1.1cm^<-1>の線幅が確認された。出力は0.1μJ程度であり、十分な感度を得るためには、改善を必要とすると考えられる。2)光音響法の評価:光音響法の評価をメタン分子を試料気体とし、2種類の光音響セル(内径:13.6mm,長さ:180mm,内径:5.4mm,長さ:15mm)を用いて行なった。得られた光音響信号強度は、メタン分圧15Torrで1mVp-p程度であり、外来音響ノイズ・電気的ノイズレベルとの比較から、検出限界は5Torr程度と見積もられた。検出感度が期待されていたよりも低い理由としては、励起光強度が期待よりもはるかに小さい(0.1μJ)ことが大きいが、これは用いているNd:YAGレーザの空間ビーム形状と偏光特性が悪いことによると考えられる。さらに高出力(1mJ pulse^<-1>)で狭線幅(0.1cm^<-1>)のレーザ光が得られたとすると、光音響信号は吸収されたレーザ強度に線形に依存する為、検出限界は0.05mTorr(10^<12>molecules cm^<-3>)程度まで向上することが期待される。

This year, the development and stability of the photoacoustic method were evaluated. 1)The generation of red luminescence: red luminescence, Nd:YAG luminescence, fundamental wave (1064nm), pigment luminescence (~ 810nm), and differential wavelength mixing in LiNbO_3 crystals are necessary for the generation of red luminescence. The wavelength of 3.18-3.43μm and the amplitude of 1.1cm^<-1>are confirmed. The output is 0.1μJ, the sensitivity is 10%, the improvement is necessary. 2)Evaluation of photoacoustic method: Evaluation of photoacoustic method: Two kinds of photoacoustic samples (inner diameter:13.6mm, length:180mm, inner diameter:5.4mm, length:15mm) were used. The intensity of photoacoustic signal is 15Torr, the voltage is 1mVp-p, the noise is 15 Torr, the voltage is 15 Torr. The sensitivity of Nd:YAG laser is expected to be low, and the excitation intensity is expected to be low (0.1μJ). For high output (1mJ pulse^<-1>), narrow amplitude (0.1 cm ^<-1>), linear dependence of absorption intensity of photoacoustic signal, linear dependence of detection limit of 0.05 mTorr (10^<12>molecules cm^<-3>), and upward expectation.