高分散冷却エシェル分光器ProtoIRHSを用いたPAHの赤外発光分光

点击翻译按钮获取中文摘要

高分散冷却エシェルグレーティング分光器ProtoIRHSの製作と光学調整、真空排気系や冷却系の整備、および多環芳香族炭化水素(PAH)の超音速自由噴流ガス中でのレーザー誘起発光スペクトルの測定を行うための高真空チャンバーの設計・製作を行った。分光光学系の製作とエシェルフォーマットの撮像のためのSi : As IBC 512 x 412素子2次元アレイ検出器の動作確認に成功した。炭酸ガスレーザーの波長10.6μm単色光を用い、ProtoIRHSの波長分解能λ/Δλ=46,000と測定し、世界初のGe単結晶イマージョングレーティングが当初目標をほぼ満たす性能を有していることを確認した。次に、PAHが生成されるパルスノズルからの赤外発光を分光器に導入させるために必要な前置光学系の製作と光学調整、撮像用のInSb 256 x 256素子2次元アレイ検出器の設置と動作試験を行い、試験光源による結像性能および検出器雑音において良好な結果を得た。また、光入射窓や電気制御系からの熱放射の侵入を抑えるための冷却フィールドストップの製作や、断熱シールドの設置、迷光対策のためのバッフルの設置を行った。さらに、真空チャンバー内でパルス放電ノズルの直下にエキシマーレーザーからの励起紫外光を集光する光学系を構築した。この紫外光により励起したPAH種からの微弱な赤外発光を捉えるために、チャンバー内の集光鏡を液体窒素冷媒により冷却し、熱輻射を抑える構造を設計・製作し、これを完成させた。