レーザー長光路吸収法のための高精度パルス光検出の基礎的研究

激光长光程吸收法高精度脉冲光检测基础研究

• 批准号: 06750487
• 负责人: 湊 淳
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: National Institute for Environmental Studies
• 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-06750487/
• 关键词: 地球温暖化; オゾン層破壊; 大気微量分子; レーザー; パルス検出; レーザー長光路吸収法

レーザー長光路吸収法は,大気中にレーザー光を伝搬させ,大気の吸収スペクトルを測定することにより,光路上の大気微量分子の濃度を測定する高感度の大気微量分子遠隔計測手法である。現在は,人口衛星を利用した地上衛星間レーザー長光路吸収測定も実用化に向けた研究が進められている。特に地上衛星間の様に光路長が長くなる場合には,レーザー光の減衰が激しく,高精度の測定を行うためには,パルスレーザーの使用が不可欠である。本研究では,レーザー長光路吸収法におけるパルス光検出の高感度化,高精度化とその応用に関する研究をシミュレーションを中心に行った。まず,赤外のパルス光検出回路を計算機上でシミュレーションするプログラムを作成し,赤外パルス光の検出精度の向上に関する評価を行った。次に,地上衛星間レーザー長光路吸収法の検討を行った。この結果,地上からレーザー光を発射し静止衛星上の受信システムで受信した場合に,送信レーザーの出力が数mJ,口径15cm程度の受信望遠鏡のシステムで,1パルス当たりの信号対雑音比100以上が得られ,NO,HNO_3,HF,HCl等の分子が,レーザー繰り返し10Hz,1分間の測定で10%以下の精度でカラム濃度の測定が可能であることが明らかになった。さらに,相関分光法による地上光路のメタン長光路吸収測定システムの検討を行った。この方法では,メタンの吸収線に波長を合わせた多モードレーザーを光源とし,メタンのガスセルと大気中メタンの吸収の相関からメタン濃度を求める。検討の結果,光路長1km,ガスセルの圧力 0.5気圧の条件で,1パルス当たりの測定精度15%が得られることが明らかになった。

The long optical path absorption method is a highly sensitive method for measuring the concentration of large trace molecules in the optical path. At present, the population satellite is used to measure the long optical path between satellites. Especially when the optical path length between satellites on the ground is long, the attenuation of light is excited, and the use of high-precision measurement is indispensable. This study focuses on the study of high sensitivity and high accuracy of light detection in the long optical path absorption method. In this paper, we discuss how to create a computer program for the optical detection loop and how to evaluate the accuracy of optical detection. Second, the satellite space on the ground, the long optical path absorption method is discussed. As a result, when the signal to noise ratio of 100 or more is obtained, NO, HNO_3, HF, HCl, etc., when the signal to noise ratio of 15cm or more is obtained, the signal to noise ratio of 15cm or more is 10Hz. The accuracy of the determination of the concentration of the sample is less than 10% in 1 minute. In this paper, correlation spectroscopy is used to study the optical system of long optical path absorption measurement. This method is to determine the wavelength of the absorption line of the medium, the wavelength of the absorption line of the medium, and the concentration of the absorption line of the medium. As a result, the optical path length is 1km, the pressure is 0.5, and the measurement accuracy is 15%.