高精度水蒸気DIAL測定法の開発

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究では、飛翔体への搭載も考慮したNd:YAGレーザーの第2高調波で励起する波長可変固体レーザーであるTi:サファイアレーザーを光源として用い、高精度高分解能の水蒸気DIALシステムの開発を行った。水蒸気分布を高精度に測定するためには特に正確な波長同調が必要であり、そのための波長同調法として、photo-acoustic(光音響)効果による同調技術の確立を重点に研究を行った。現有の狭帯域Ti:サファイアレーザーを用い、高精度測定のための正確な波長同調法として、セル、マイクロフォン、アンプ、コンピューター等からなるphoto-acoustic効果による同調システムを試作した。photo-acousticセルの最適な寸法を求めるため、内径及び長さを変えたセルを用意しphoto-acoustic信号のSN比を測定した。これより内径8mm、長さ10cmの最適値を得た。さらに波長切替えに伴うエアロゾル等の時間変動に伴う測定誤差を取り除くために、光チョッパー等を用いた準同時2波長のDIALシステムを考案、試作し現有のライダー装置に組み込み、水蒸気の差分吸収測定を行った。更に比較のために同時に水蒸気ラマンライダーによる測定を行った。ラマンライダーの測定結果や高層気象台のラジオゾンデによる測定結果とDIALデータとの比較を行い、高度1kmから3kmの範囲で水蒸気密度測定結果の良い一致を得た。