オプトガルバニックレ-ザ--CTによる反応性プラズマ診断の基礎研究

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本研究の目的は反応性プラズマプロセスにおける活性分子種の空間分布や各種プラズマパラメ-タ-の空間分解測定にコンピュ-タ-トモグラヒィ-(CT)計測法が可能であるかどうかを調べることにある。CT法はいろいろな分野で実用されているが、空間分解された分光計測の分野ではいろいろなCT手法が試みられているが、確立された技術とはなっていない。我々はここにレ-ザ-光線に沿った吸収分子種のコラム密度をオプトガルバニック効果により放電インピ-ダンスの変化(電圧変化)として検出し、CT法を用いて分子の空間分布を測定する方法を提案し、その理論的検討と各種の予備的実験を行なった。インピ-ダンスの変化量は関与する準位にある分子のレ-ザ-光に沿って積分されたコラム密度すなわち励起分子密度n(x,y)の投影像に比例する。以下の結果が得られた。1)フィルタ-ドバックプロジェクション法とオニオンピ-ル法を用いてと投影像より活性分子の空間密度を計算するプログラムを開発した。2)高速光電気変調器によりレ-ザ-光を変調し、これによりガルバニック信号を測定し、信号の位相シフトが場所により変わることを発見した。これによる密度分布の歪みを補正しなければない。吸収信号による投影像と較べるなど実験の上でさらに詳しい検討を必要とする。3)単一モ-ドのレ-ザ-による活性分子の蛍光を用いて活性種の速度分布の測定が速度空間におけるCT似よる測定できるかどうかの検討を行ない、この方法が有望であるとの結論になった。4)ネオンの共鳴線に同調したレ-ザ-ビ-ムを軸対称プラズまの軸に直角に除引し、そのとき測定されたオプトガルバニック信号よりネオン励起状態の空間分布を測した。オプトガルバニックレ-ザ-CTがプラスマ診断に有効であることが証明された。