Thermodynamic temperature determination by thermal radiation heterodyne detection using an optical frequency comb

使用光学频率梳通过热辐射外差检测来确定热力学温度

• 批准号: 21K18915
• 负责人: 清水 祐公子
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18915/
• 关键词: 熱力学温度; 光周波数コム; インコヒーレントヘテロダイン; デュアルコム分光; 熱放射; ヘテロダイン検出

本研究の目的は、光周波数コム（光コム）を用いて、インコヒーレント光をヘテロダイン検出する方法を開発する。インコヒーレント光として、黒体からの熱放射を多波長で広帯域観測し、その多数の周波数および信号強度の情報からプランクの放射公式を再現し、温度の新定義に基づいた熱力学温度を決定することである。インコヒーレント光とレーザー光とのビート信号を得るために、令和4年度はファイバー光学系で局発光と信号光を結合させる光学設計および製作をおこなった。さらに、信号光と局発光とを結合する各光学系パートを組み上げた。また、本研究の最終目標は、黒体からの微弱な熱放射を高いSN比でヘテロダイン検出することにある。ヘテロダイン検出のための局発光としては光コムを想定しており、検証実験により、微弱光検出のためには光コムの強度安定化が必須であることがわかった。そのため、令和4年度は、偏波保持型の光コムの製作も行った。偏波保持化により、周囲の環境変化による偏光状態の変動によって広帯域化した光コムのスペクトルの長期的な変化を回避させることができ、スペクトルのSNの劣化を防ぐことが可能となった。

Purpose の this study は, light cycle for コ ム (light コ ム) を with い て, イ ン コ ヒ ー レ ン ト light を ヘ テ ロ ダ イ ン 検 out す る method を open 発 す る. イ ン コ ヒ ー レ ン ト light と し て, black body か ら の thermal radiation を multiwavelength で hiroo 帯 domain 観 し, そ の most の cycle for お よ び の signal strength information か ら プ ラ ン ク を reappear し の radiation formula, new definition temperature の に づ い た temperature を thermodynamics す る こ と で あ る. イ ン コ ヒ ー レ ン ト light と レ ー ザ ー light と の ビ ー ト signal を very る た め に, make and 4 year は フ ァ イ バ ー で bureau department of light 発 と signal light を combining さ せ る optical design お よ び making を お こ な っ た. Youdaoplaceholder0, signal light と, local emission light とを, in combination with する, each optical department パ トを トを group み げた げた. Youdaoplaceholder0, the ultimate goal of this study <s:1> is that the black body ら ら <s:1> weak な thermal radiation を high <s:1> SN is higher than でヘテロダ 検 検 検 検 する とにある とにある. ヘ テ ロ ダ イ ン 検 out の た め の bureau 発 light と し て は light コ ム を scenarios し て お り, 検 certificate be 験 に よ り, faint light 検 の た め に は light コ ム の intensity stabilization が must で あ る こ と が わ か っ た. Youdaoplaceholder0 ため, Reiwa 4th year ため, polarization-holding type <s:1> light コム, production そ, production った. Keep the partial wave に よ り, zhou 囲 の environmental variations に よ る polarization state の - move に よ っ て hiroo 帯 domain change し た light コ ム の ス ペ ク ト ル の long-term な variations change を avoid さ せ る こ と が で き, ス ペ ク ト ル の SN の degradation を anti ぐ こ と が may と な っ た.

项目成果

デュアルコム分光による非接触かつ高精度な気体の温度計測

使用双梳光谱仪进行非接触式高精度气体温度测量

• 发表时间: 2022
• 期刊: 光技術コンタクト
• 作者: 清水祐公子;稲場肇;大久保章
• 通讯作者: 大久保章

デュアルコム分光を用いた精密ガス分析法の開発

双梳光谱精密气体分析方法的开发

• 发表时间: 2022
• 作者: 大久保章;入松川知也;清水祐公子;佐々田博之;稲場肇
• 通讯作者: 稲場肇

デュアルコム分光による非接触・高精度な気体温度計測

使用双梳光谱仪进行非接触式高精度气体温度测量

• 发表时间: 2023
• 作者: 清水祐公子;入松川知也;大久保章;稲場肇
• 通讯作者: 稲場肇