マイクロ波複素誘電率走査測定用センサの開発

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本研究は、マイクロ波複素誘電率を測定することにより、極地の氷床から掘削される氷床コアの含有不純物量の測定を高分解能で非破壊で簡便に行なうシステムを開発することが目的であった。氷床コアに含まれる酸や塩の不純物の解析は、その氷が形成された年代の産業公害や地球環境を知る上で欠かせないものである。ところがこのような解析に化学分析を行なった場合それにかかる手間と時間は膨大なものであるため、これに変わる簡便高能率解析手法としてこの開発研究を行なった。研究の結果、ピンホール付空洞共振器を用いて空間分解能約2mmで、誘電率実数部を測定することに成功した。しかしながら、誘電率の測定分解能は約1程度と大きく、また、誘電率の虚数部は検知できていない。測定分解能の向上と虚数部の測定は今後の課題である。研究は以下の手順でおこなった。まず、測定センサとしてピンホール付空洞共振器を作成し、マイクロ波信号発信源、ロックインアンプ、検波ダイオードを用いて測定システムを構成した。そして、測定系が任意の物質に適用できるようにするために、テフロン、水晶、それに、複数種の有機物質を被測定サンプルとして用い、システムの校正をおこなった。氷床コアを用いた実測は今後の課題である。