レーザー光用メートル原器の開発と高精度分子分光への応用

激光测量仪样机的研制及其在高精度分子光谱中的应用

• 批准号: 17655006
• 负责人: 馬場 正昭
• 金额: $ 1.86万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17655006/
• 关键词: エタロン; レーザー波長; 精度子; メートル原器; 共振器長; レーザー光波長; 高精度分子分光; エタロン; レーザー波長; 精度子; メートル原器; 共振器長; レーザー光波長; 高精度分子分光

本研究の目的は、レーザー光の波長を精密に測るのに用いるの間の距離(共振器長)を一定に保った干渉計(エタロン)を開発製作することである。平成18年度では、低熱膨張率素材と高真空槽を用いて、温度や空気密度の変化の影響をほとんど受けずに共振器長のゆらぎが極めて小さいエタロンを設計製作した。今年度はそのシステムの安定性を長時間にわたって検証し、それを高分解能スペクトルの測定に応用することを目的として、システムの改善と最終的な安定性の評価を行なった。第1段階ではやはり設置した実験室の気温の変化によって共振器長のゆらぎが観測されたが、全体を熱線ヒーターと定電流電源を用いて温度一定に保つことにより、安定性の向上を計ることができた。最終的には3ヶ月経過したときの長さの変化を0.2ミクロン以下に抑えることができ、高分解能レーザー分光で観測される0.0001cm-1のスペクトル線の遷移波数を同じ精度で較正できることが確認された。このシステムを用いると、高価なレーザーと煩雑な制御回路を使って共振器長を一定に保つ従来のエタロンを用いなくても簡便に高精度分子分光ができることになり、"レーザー光用メートル原器"として広範囲に応用できることが示された。実際に、ダイオキシン類として注目されているジベンゾフラン分子のスペクトルに応用し、振動回転遷移のスペクトル線を精度良く較正することができた。

这项研究的目的是开发和制造一个干涉仪（Etalon），该干涉仪保持恒定距离（谐振器长度），用于准确测量激光光的波长。在2006年，使用低热膨胀系数材料和高真空罐，我们设计和制造了一个Etalon，其谐振器长度的波动极小而不会受到温度或空气密度变化的影响。今年，我们在很长一段时间内评估了系统的稳定性，并将其应用于高分辨率频谱测量结果，并评估了系统的改进和最终稳定性。在第一阶段，由于安装实验室的温度变化，观察到谐振器长度的波动，但是通过使用热射线加热器和恒定电流电源在整个单元中保持温度恒定，可以提高稳定性。最后，已经证实，在3个月后的长度变化可以保持在0.2微米以下，并且可以以相同的精度对使用高分辨率激光光谱观察到的0.0001 cm-1的光谱线的过渡波数进行校准。使用该系统，可以轻松实现高精度分子光谱法，而无需使用昂贵的激光器和复杂的控制电路保持恒定的谐振器长度，并且已被证明可以在广泛的应用中应用作为“激光光的金属源”。实际上，可以通过将振动旋转转变的光谱线应用到二苯并呋喃分子的光谱中来准确校准振动旋转过渡的光谱线，这些分子吸引了作为二恶英的注意力。