赤外光線のシンチレーションを利用した大気含有物質輸送量の計測

使用红外闪烁测量大气物质的传输

• 批准号: 06780430
• 负责人: 香川 直己
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: Fukuyama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06780430/
• 关键词: 赤外光線; シンチレーション; 半導体レーザ; 大気中含有物質; 輸送量計測; 同相スペクトル; コスペクトル

1.測定装置の設計・製作 光学系はアルミ合金板上に構成した。赤外線光源に波長7μm帯で発振する鉛塩半導体レーザ(TDL)、また可視光源に波長0.6328μmで発振するHe-Neレーザを用いた。本装置は赤外光線と可視光線を同位置、同時刻で受信することを特徴としている。従って、光学系では、TDLとHe-Neレーザの光軸をビームスプリッタを用いて重ねた。製作した装置では、ZnS製ビームスプリッタを2枚使用した。計画では可視光源として可視光半導体レーザ、ビームスプリッタとしてゲルマニウム板を用いることとしていたが、可視光源についてはHe-Neレーザのビーム形状、また、ビームスプリッタに関してはZnSの透過率にそれぞれ優位であったので仕様変更を行った。赤外光線の受光には赤外線検出器(IRD)、He-Neレーザの受光には小型CCDカメラを用いた。2.運用実験 製作した測定装置を用いて屋外運用実験を行い、大気中含有物質輸送料測定の基礎データを取得した。大気含有物質に水(H_2O)を選び、TDLの発振波長を水の吸収線が存在する7.9113μmに設定した。生データは1ms毎に取得されたそれぞれのレーザビームの光強度の時系列データである。特にHe-Neレーザの受光強度は2次元分布として取得したが、その中心点のデータと赤外光線のデータに関してデータ処理を行い両者の変動の同相スペクトル(コスペクトル)を計算した。その結果、冬期の自然大気中においては数Hz以下の受信光強度変動に強い相関があり、逆にこれ以上の周波数の変動成分では両者の間の相関が低くなることが判った。これより、大気含有物質の輸送量の情報は、赤外光線と可視光線の受光強度変動の相関の高い周波数領域に含まれていると思われる。今後の予定 助成期間中の研究においては赤外光線の受光器が0次元であったので、今後は赤外線受光器をアレイ構造としてより詳細な実験を行う予定である。

1. Design and manufacture of measuring device Optical system is composed of alloy plate Infrared light sources are used in the 7 μ m wavelength band for lead semiconductor lasers (TDL) and visible light sources are used in the 0.6328 μ m wavelength band for He-Ne lasers. The device is characterized by receiving signals at the same position and at the same time from infrared light and visible light. The optical axis of TDL He-Ne laser is the most important part of the optical system. 2 pieces of ZnS production equipment It is planned that the visible light source and the visible light semiconductor will be used in the same way as the visible light source and the visible light semiconductor will be used in the same way as the visible light source. The infrared ray detector (IRD), He-Ne laser detector and small CCD detector are used. 2. The basic data for the determination of substances contained in the atmosphere can be obtained from the outdoor application of the determination device. The wavelength of TDL and the absorption line of H_2O were set at 7.9113 μ m. The light intensity of the light source is 1 ms long. In particular, the intensity of light received by He-Ne laser beam is calculated by two-dimensional distribution and the center point of the laser beam. The results show that the natural temperature in winter is high, the intensity of the received light changes below a few Hz, the correlation is high, the inverse is high, the frequency of the received light changes above a few Hz, and the correlation is low. The information on the amount of transport of large quantities of substances contained in the atmosphere, the change in the intensity of light received by red light and visible light, and the related high frequency wave number fields include: In the future, we will study the structure of infrared light receiver in detail.