波長可変ダイオードレーザーによる火山ガス成分のシングルエンド高速観測

使用波长可调谐二极管激光器单端高速观测火山气体成分

• 批准号: 19654067
• 负责人: 大場 武
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19654067/
• 关键词: 火山; ガス; H2S; ダイオードレーザー; 赤外線; 自然災害; 高性能レーザー; リモートセンシンング; 分析科学; 防災

本研究の最終的な目的は火山ガスに含まれるH2Sガスを安全かつ高速に測定する技術を確立することである.SO2ガスは太陽光散乱紫外線を吸収するために野外日中において受動的に観測する技術は確立されているがH2Sには適用することが出来ない.H2Sは火山ガスに特有の成分であり各地の活火山地帯で放出が観察されている.その有毒性により火山地帯で人が死亡する事故が過去に起きている.本研究の手法が確立されれば広範囲に亘りH2Sガスの空間的な分布を求めることが可能になる.本研究の実験装置は以下の要素で構成されている.面発光赤外線ダイオードレーザー(Vertilas社):印加する電圧を変えることにより波長を連続的に変えることができる.H2Sは1577nmに吸収を持つので,この波長に対応したレーザー発振器を購入した.バンドパスフィルター:1580nmを透過中心波長とする干渉フィルターでレーザー光以外の光を遮断する.InSbAsフォトダイオード光検出器:赤外光を効率よく検出する.オプチカルチョッパー:連続発振レーザー光を周期的に遮断しパルス化する.アナログ式ロックインアンプ:オプチカルチョッパーと組み合わせることによりフォトダイオード光検出器の感度を飛躍的に向上させることができる.以上の部品を組み合わせ,面発光赤外線ダイオードから発する赤外光をH2Sガスを封入したガラス製のセルに通し吸収させる実験を行ったが予期するような吸収線を確認するまでには至らなかった.この原因としてレーザー光の波長が実際の吸収線からずれているなどの原因が考えられるが研究期間内に確認するに至っていない.本研究では波長可変レーザーと同期式検出法を組み合わせた構成で赤外レーザー光の検出を確認した.今後引き続き研究を続けることにより防災に貢献する成果が期待できる.

The ultimate goal of this study is to establish a technique for the safe and high-speed measurement of H2S in volcanoes, including the absorption of scattered ultraviolet rays from sunlight and the detection of H2S in active volcanoes in the field. There are toxic volcanic areas where people die and accidents occur in the past. The method of this study is to establish the spatial distribution of H2S. The device of this study consists of the following elements. Surface emission infrared light source (Vertilas): Inca voltage change, wavelength change. The transmission center wavelength is 1580nm. The transmission center wavelength is 1580nm. The light cycle is interrupted by a continuous oscillation. The sensitivity of the optical detector increases upward. The above components are assembled to emit infrared light. The infrared light is emitted from the surface. The infrared light is emitted from the surface. The infrared light is emitted from the surface. The reason for this is that the wavelength of the light is different from the absorption line at the time of study. In this study, the wavelength can be changed, and the simultaneous detection method can be used to determine the composition of the wavelength. In the future, we hope to make contributions to disaster prevention.