JP2003042950A - ガス成分測定装置 - Google Patents
ガス成分測定装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 取り扱いが容易で、例えば３μｍ以上の赤外
領域において高いスペクトル純度で波長掃引が可能な光
源を用いた微量ガスの測定装置を提供すること。 【解決手段】 第１波長のレーザ光線を放射する第１レ
ーザ光源１および第１波長と異なる第２波長のレーザ光
線を放射する第２レーザ光源２と、レーザ光源の何れか
の出力波長を一定範囲内で掃引させる掃引手段９と、２
つのレーザ光線を合波する光合波器３と、合波された２
つのレーザ光線より両者の差周波数の光線を発生させる
非線型光学素子５と、この差周波数の光線を試料ガスに
照射するための多重反射試料セル７と、この試料セル７
を透過した光線の強度を測定する光検出器８と、この光
検出器８の出力に基づいて測定結果の解析を行う手段９
と具備し、出力波長が掃引されたレーザ光線の試料ガス
に含まれる微量ガス成分による吸収に基づいて含まれる
微量ガス成分を検出し定量するものである。
領域において高いスペクトル純度で波長掃引が可能な光
源を用いた微量ガスの測定装置を提供すること。 【解決手段】 第１波長のレーザ光線を放射する第１レ
ーザ光源１および第１波長と異なる第２波長のレーザ光
線を放射する第２レーザ光源２と、レーザ光源の何れか
の出力波長を一定範囲内で掃引させる掃引手段９と、２
つのレーザ光線を合波する光合波器３と、合波された２
つのレーザ光線より両者の差周波数の光線を発生させる
非線型光学素子５と、この差周波数の光線を試料ガスに
照射するための多重反射試料セル７と、この試料セル７
を透過した光線の強度を測定する光検出器８と、この光
検出器８の出力に基づいて測定結果の解析を行う手段９
と具備し、出力波長が掃引されたレーザ光線の試料ガス
に含まれる微量ガス成分による吸収に基づいて含まれる
微量ガス成分を検出し定量するものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、試料ガスに含ま
れる微量ガス成分により吸収される吸収域波長のレーザ
光線を用いて、試料ガス中に含まれる微量ガス成分を光
学的に検出する装置に関し、特に、相互に放射波長が異
なる第１および第２のレーザ光線より非線形光学効果に
よって差周波数の光線を発生させ、この差周波数の光線
の波長を制御して、各波長領域に存在する微量ガス分子
の振動回転遷移の吸収域に同調した光線の吸収効果に基
づいて、各種微量ガスの特定と濃度の定量をリアルタイ
ムに行うように構成したものである。
れる微量ガス成分により吸収される吸収域波長のレーザ
光線を用いて、試料ガス中に含まれる微量ガス成分を光
学的に検出する装置に関し、特に、相互に放射波長が異
なる第１および第２のレーザ光線より非線形光学効果に
よって差周波数の光線を発生させ、この差周波数の光線
の波長を制御して、各波長領域に存在する微量ガス分子
の振動回転遷移の吸収域に同調した光線の吸収効果に基
づいて、各種微量ガスの特定と濃度の定量をリアルタイ
ムに行うように構成したものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、大気汚染などの環境汚染の問題が
重要視されており、例えば、窒素酸化物（ＮＯｘ）や硫
黄酸化物（ＳＯｘ）などの大気汚染物質の汚染濃度を正
確かつ迅速に測定できる装置が望まれている。
重要視されており、例えば、窒素酸化物（ＮＯｘ）や硫
黄酸化物（ＳＯｘ）などの大気汚染物質の汚染濃度を正
確かつ迅速に測定できる装置が望まれている。
【０００３】このような大気汚染物質は、大気の光吸収
スペクトルの変化を測定することにより求めることが可
能である。特に、波長域２μｍ以上の赤外線領域ではこ
れら大気汚染物質の吸収波長が多数存在し、この波長域
に発振波長を持つレーザ光線を用いることによりこれら
の大気汚染物質の測定が可能となる。
スペクトルの変化を測定することにより求めることが可
能である。特に、波長域２μｍ以上の赤外線領域ではこ
れら大気汚染物質の吸収波長が多数存在し、この波長域
に発振波長を持つレーザ光線を用いることによりこれら
の大気汚染物質の測定が可能となる。
【０００４】従来の大気汚染物質の検出においては、赤
外線域において連続的スペクトルを有するハロゲンラン
プ等の古典的光源を用い、回折格子等の分光素子により
必要とする波長の光線を抽出して用いていた。
外線域において連続的スペクトルを有するハロゲンラン
プ等の古典的光源を用い、回折格子等の分光素子により
必要とする波長の光線を抽出して用いていた。
【０００５】また、上記波長域で発振することが知られ
ている鉛塩系の半導体レーザーの利用も知られている。
ている鉛塩系の半導体レーザーの利用も知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】レーザ光線による、蛍
光、散乱、吸収などに基づく検出方法は、原理的に微量
ガス成分のリアルタイム検出が可能であるが、ある種の
微量ガス成分を検出する際に、物質固有の吸収域にレー
ザ光線の出力波長を合わせることが必要である。
光、散乱、吸収などに基づく検出方法は、原理的に微量
ガス成分のリアルタイム検出が可能であるが、ある種の
微量ガス成分を検出する際に、物質固有の吸収域にレー
ザ光線の出力波長を合わせることが必要である。
【０００７】中赤外域において出力波長を変化できるレ
ーザとしては、鉛半導体を用いて直接中赤外域のレーザ
光線を放射するレーザ素子と、光パラメトリック発振器
が知られている。
ーザとしては、鉛半導体を用いて直接中赤外域のレーザ
光線を放射するレーザ素子と、光パラメトリック発振器
が知られている。
【０００８】鉛半導体を用いたレーザ素子は、７７°Ｋ
程度の低い温度で動作するものであって、動作温度を調
整することにより出力波長を変化させるので、出力波長
を変化させる操作が困難で、かつ時間がかかり、実験室
において実施できても実用装置として環境計測に適用す
ることはできなかった。
程度の低い温度で動作するものであって、動作温度を調
整することにより出力波長を変化させるので、出力波長
を変化させる操作が困難で、かつ時間がかかり、実験室
において実施できても実用装置として環境計測に適用す
ることはできなかった。
【０００９】また、光パラメトリック発振器は、放射す
る中赤外線のスペクトル幅が広く、かつ装置が大型であ
って、微量ガスの正確な計測に適さなかった。
る中赤外線のスペクトル幅が広く、かつ装置が大型であ
って、微量ガスの正確な計測に適さなかった。
【００１０】そこで、この発明は、このような課題を解
決するために考えられたもので、取り扱いが容易で、例
えば３μｍ以上の赤外領域において高いスペクトル純度
で波長掃引が可能な光源を用いた微量ガスの測定装置を
提供することを目的としている。
決するために考えられたもので、取り扱いが容易で、例
えば３μｍ以上の赤外領域において高いスペクトル純度
で波長掃引が可能な光源を用いた微量ガスの測定装置を
提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明のガス成分測定
装置は、第１波長のレーザ光線を放射する第１レーザ光
源および上記第１波長と異なる第２波長のレーザ光線を
放射する第２レーザ光源と、上記レーザ光源の何れかの
出力波長を一定範囲内で掃引させる掃引手段と、上記２
つのレーザ光線を合波する光合波器と、合波された上記
２つのレーザ光線より両者の差周波数の光線を発生させ
る非線型光学素子と、この差周波数の光線を試料ガスに
照射するための多重反射試料セルと、この試料セルを透
過した光線の強度を測定する光検出器と、この光検出器
の出力に基づいて測定結果の解析を行う手段と具備し、
出力波長が掃引されたレーザ光線の試料ガスに含まれる
微量ガス成分による吸収に基づいて含まれる微量ガス成
分を検出し定量するものである。
装置は、第１波長のレーザ光線を放射する第１レーザ光
源および上記第１波長と異なる第２波長のレーザ光線を
放射する第２レーザ光源と、上記レーザ光源の何れかの
出力波長を一定範囲内で掃引させる掃引手段と、上記２
つのレーザ光線を合波する光合波器と、合波された上記
２つのレーザ光線より両者の差周波数の光線を発生させ
る非線型光学素子と、この差周波数の光線を試料ガスに
照射するための多重反射試料セルと、この試料セルを透
過した光線の強度を測定する光検出器と、この光検出器
の出力に基づいて測定結果の解析を行う手段と具備し、
出力波長が掃引されたレーザ光線の試料ガスに含まれる
微量ガス成分による吸収に基づいて含まれる微量ガス成
分を検出し定量するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】（第１の実施形態）この発明の微
量ガス検出装置は、図１のブロック図に示すように、第
１波長（λ1）のレーザ光線を放射する半導体レーザ素
子１と、第２波長（λ2）のレーザ光線を放射する半導
体レーザ素子２と、両レーザ素子１、２から放射された
第１および第２波長のレーザ光線を同軸状に合成するハ
ーフミラーなどのレーザ合成器３と、合成されたレーザ
光線を集光する光学系４と、この光線に含まれる２波長
成分の差周波数（１／λ1〜１／λ2）のレーザ光線を発
生させる非線形光学素子５と、この差周波数の出力光線
を平行ビームとする光学系６とよりなる差周波発生装置
を備えている。
量ガス検出装置は、図１のブロック図に示すように、第
１波長（λ1）のレーザ光線を放射する半導体レーザ素
子１と、第２波長（λ2）のレーザ光線を放射する半導
体レーザ素子２と、両レーザ素子１、２から放射された
第１および第２波長のレーザ光線を同軸状に合成するハ
ーフミラーなどのレーザ合成器３と、合成されたレーザ
光線を集光する光学系４と、この光線に含まれる２波長
成分の差周波数（１／λ1〜１／λ2）のレーザ光線を発
生させる非線形光学素子５と、この差周波数の出力光線
を平行ビームとする光学系６とよりなる差周波発生装置
を備えている。
【００１３】さらに、その差周波数の光線を試料に照射
するための多重反射試料セル７と、この試料セル７を透
過した光線の強度を測定する光検出器８と、測定結果の
解析等を行うコンピュータよりなる制御部９とを備えて
いる。
するための多重反射試料セル７と、この試料セル７を透
過した光線の強度を測定する光検出器８と、測定結果の
解析等を行うコンピュータよりなる制御部９とを備えて
いる。
【００１４】差周波数のレーザ光線を発生させる非線形
光学素子５は、非線形光学結晶で、２つの高い周波数の
フォトンから、１つの低いエネルギーを生成する変換過
程（λ1、λ2→λ3、例：1000ｎｍ−1500ｎｍ→3000ｎ
ｍ）が生じるような条件を設定しておくと、第１レーザ
光線(波長λ1＝１μｍ)と第２レーザ光線(波長λ2＝１.
５〜３μｍ)との波長を適当に選ぶことにより、中赤外
域(２〜９μｍ)で狭帯域のレーザ光線が得られ、被検出
ガスの吸収域に同調させて光強度の変化を得ることがで
きる。
光学素子５は、非線形光学結晶で、２つの高い周波数の
フォトンから、１つの低いエネルギーを生成する変換過
程（λ1、λ2→λ3、例：1000ｎｍ−1500ｎｍ→3000ｎ
ｍ）が生じるような条件を設定しておくと、第１レーザ
光線(波長λ1＝１μｍ)と第２レーザ光線(波長λ2＝１.
５〜３μｍ)との波長を適当に選ぶことにより、中赤外
域(２〜９μｍ)で狭帯域のレーザ光線が得られ、被検出
ガスの吸収域に同調させて光強度の変化を得ることがで
きる。
【００１５】波長掃引用の第２のレーザ素子２は、主と
してその駆動電流をある電流値を中心にして一定振幅で
変調することにより発振波長の掃引が可能な素子であ
る。この駆動電流の中心値は発生する差周波数の波長
が、測定対象物質の吸収波長に正確に一致するように調
整される。さらに、この変調電流振幅は、生じる差周波
数の掃引幅が得られる吸収スペクトル線幅より広く、か
つ共存物質の吸収波長や測定対象物質の他の吸収波長に
はかからない程度に調整される。
してその駆動電流をある電流値を中心にして一定振幅で
変調することにより発振波長の掃引が可能な素子であ
る。この駆動電流の中心値は発生する差周波数の波長
が、測定対象物質の吸収波長に正確に一致するように調
整される。さらに、この変調電流振幅は、生じる差周波
数の掃引幅が得られる吸収スペクトル線幅より広く、か
つ共存物質の吸収波長や測定対象物質の他の吸収波長に
はかからない程度に調整される。
【００１６】ここで、吸収による光量は入射光強度をＩ
i、透過光強度をＩo、吸収係数をβ、吸収経路長をｘと
すれば、 Ｉo＝ＩiＥｘｐ（−βｘ） と表わすことができる。
i、透過光強度をＩo、吸収係数をβ、吸収経路長をｘと
すれば、 Ｉo＝ＩiＥｘｐ（−βｘ） と表わすことができる。
【００１７】この場合、吸収係数βは、測定対象ガス濃
度に比例するので、測定対象ガスが低濃度の場合、生じ
る吸収も微弱となる。このような条件下で正確な測定を
行うには、吸収経路長ｘを長くして、測定による信号強
度変化を大きくすることが有効である。
度に比例するので、測定対象ガスが低濃度の場合、生じ
る吸収も微弱となる。このような条件下で正確な測定を
行うには、吸収経路長ｘを長くして、測定による信号強
度変化を大きくすることが有効である。
【００１８】（第２の実施形態）単純に吸収経路長を増
大した場合、レーザ・ビーム径は、漸次増大してしま
う。この増大傾向は、入射するレーザ光線の広がり角に
よって決まるので、図２に示すように、予め必要とされ
る吸収経路長を経てもビーム径が大きく拡がらない程度
に収束させる広がり角調整光学系10を設けて調整する。
大した場合、レーザ・ビーム径は、漸次増大してしま
う。この増大傾向は、入射するレーザ光線の広がり角に
よって決まるので、図２に示すように、予め必要とされ
る吸収経路長を経てもビーム径が大きく拡がらない程度
に収束させる広がり角調整光学系10を設けて調整する。
【００１９】（第３の実施形態）第１および第２波長の
レーザ光線は、非線形光学素子５により発生した差周波
数のレーザ光線と同軸に存在し、その差周波数の光強度
よりも、２つの波長の元のレーザ光線の方が１０００倍
以上に強い。そのため、光検出器８の最大感度領域が３
〜５μｍであっても第１および第２波長のレーザ光線を
感知することになる。
レーザ光線は、非線形光学素子５により発生した差周波
数のレーザ光線と同軸に存在し、その差周波数の光強度
よりも、２つの波長の元のレーザ光線の方が１０００倍
以上に強い。そのため、光検出器８の最大感度領域が３
〜５μｍであっても第１および第２波長のレーザ光線を
感知することになる。
【００２０】Ｓ／Ｎ比のよい測定を行うためには、２つ
の波長の元のレーザ光線と差周波数のレーザ光線とを分
離することが必要である。そのために、図３に示すよう
に、３〜５μｍの波長領域で比較的高い透過率を持ち、
かつ１μｍ以下の波長領域で非常に高い吸収率を持つ光
学材料で作られたＧｅフィルター11を設置することが有
効である。
の波長の元のレーザ光線と差周波数のレーザ光線とを分
離することが必要である。そのために、図３に示すよう
に、３〜５μｍの波長領域で比較的高い透過率を持ち、
かつ１μｍ以下の波長領域で非常に高い吸収率を持つ光
学材料で作られたＧｅフィルター11を設置することが有
効である。
【００２１】しかし、このようなフィルター11を光検出
器８の入射口前に設置する際に、フィルター11の両表面
に波長３〜５μｍの光線に対する反射防止コーティング
を施したフィルタを設置しても、１％程度の表面反射が
残存する。特に、平行な両表面を有するフィルター11を
レーザ光線が透過させると、レーザ光線は干渉性がよい
ので干渉効果が顕著に現れて、フィルター11が干渉フィ
ルタとして作用し、波長によって透過率が大きく変動す
る。
器８の入射口前に設置する際に、フィルター11の両表面
に波長３〜５μｍの光線に対する反射防止コーティング
を施したフィルタを設置しても、１％程度の表面反射が
残存する。特に、平行な両表面を有するフィルター11を
レーザ光線が透過させると、レーザ光線は干渉性がよい
ので干渉効果が顕著に現れて、フィルター11が干渉フィ
ルタとして作用し、波長によって透過率が大きく変動す
る。
【００２２】このように、フィルターの両表面が、平行
平面であると干渉により透過率が大きく変動するので、
図４(ａ)の断面図に示すように、フィルター11として断
面が楔状である基板を採用することにより、図４(ｂ)に
示すように、干渉パターンを縞状として、透過率変動が
小さくなるように、光検出器８に対するフィルター11の
位置および傾きを調整する。
平面であると干渉により透過率が大きく変動するので、
図４(ａ)の断面図に示すように、フィルター11として断
面が楔状である基板を採用することにより、図４(ｂ)に
示すように、干渉パターンを縞状として、透過率変動が
小さくなるように、光検出器８に対するフィルター11の
位置および傾きを調整する。
【００２３】フィルター11を光検出器８の入射口前に設
置することにより、フィルター11により光検出器８への
入射光が拡散されても光検出器８に対する分光入射光強
度に差異を生じることはない。この特性に基づいて、図
５(ａ)の表面図および(ｂ)の側面図に示すように、フィ
ルター11の表面を散乱面とすることにより、表面反射に
よる干渉を回避することが可能となり、干渉の影響を受
けない安定な計測を実現できる。
置することにより、フィルター11により光検出器８への
入射光が拡散されても光検出器８に対する分光入射光強
度に差異を生じることはない。この特性に基づいて、図
５(ａ)の表面図および(ｂ)の側面図に示すように、フィ
ルター11の表面を散乱面とすることにより、表面反射に
よる干渉を回避することが可能となり、干渉の影響を受
けない安定な計測を実現できる。
【００２４】（第４の実施形態）図６に示すように、多
重反射セル７を出射したレーザ光線を光検出器８によっ
て検出する場合、レーザ光線のビーム・サイズを軸外し
放物面鏡12により集光して光検出器８に入射させること
により光検出器８に入射するレーザ・ビームの径を光検
出器８の受光面寸法に一致させることが可能となり、高
感度計測が可能となる。
重反射セル７を出射したレーザ光線を光検出器８によっ
て検出する場合、レーザ光線のビーム・サイズを軸外し
放物面鏡12により集光して光検出器８に入射させること
により光検出器８に入射するレーザ・ビームの径を光検
出器８の受光面寸法に一致させることが可能となり、高
感度計測が可能となる。
【００２５】（他の実施形態）この発明においては、図
７に示すように、多重反射セル７に試料ガス導入口13お
よび排気口14を設け、さらに排気口14に排気ポンプ15を
接続することにより多重反射セル７内に試料ガスを吸入
する。この構成により測定対象ガスを連続的に取り込
み、計測することが可能となる。
７に示すように、多重反射セル７に試料ガス導入口13お
よび排気口14を設け、さらに排気口14に排気ポンプ15を
接続することにより多重反射セル７内に試料ガスを吸入
する。この構成により測定対象ガスを連続的に取り込
み、計測することが可能となる。
【００２６】また、この発明では、図８に示すように、
多重反射セル７に設けられた試料ガス導入口部13に粉塵
除去フィルター16を介在させることにより、多重反射セ
ル７内に粉塵等の異物の混入を防止することができる。
多重反射セル７に設けられた試料ガス導入口部13に粉塵
除去フィルター16を介在させることにより、多重反射セ
ル７内に粉塵等の異物の混入を防止することができる。
【００２７】また、この発明では、図９に示すように、
多重反射セル７に設けられた試料ガス導入口部13に試料
ガス冷却機構17を設けることにより、試料ガス中に含ま
れる水分を凝縮して取り除くことが可能になる。
多重反射セル７に設けられた試料ガス導入口部13に試料
ガス冷却機構17を設けることにより、試料ガス中に含ま
れる水分を凝縮して取り除くことが可能になる。
【００２８】
【発明の効果】以上の実施の形態に基づく説明から明ら
かなように、この発明の微量ガス測定装置によると、小
型で、安定な３〜５μｍの波長掃引可能なレーザ光源を
用いることにより、大がかりな分光器を必要とせず、か
つ液体窒素温度への冷却も不要な微量物質計測装置が実
現できる。また、この測定装置では低濃度ガスに対する
計測を行う場合に、測定に係わる吸収経路長を長大化し
ても測定レーザ・ビームの発散が避けられ、常に安定し
た計測が可能となる。
かなように、この発明の微量ガス測定装置によると、小
型で、安定な３〜５μｍの波長掃引可能なレーザ光源を
用いることにより、大がかりな分光器を必要とせず、か
つ液体窒素温度への冷却も不要な微量物質計測装置が実
現できる。また、この測定装置では低濃度ガスに対する
計測を行う場合に、測定に係わる吸収経路長を長大化し
ても測定レーザ・ビームの発散が避けられ、常に安定し
た計測が可能となる。
【００２９】２つの波長のレーザ光線と生じた差周波数
の光線とを分離するためにＧｅ板をフィルターとして設
けることにより、元の波長領域に感度をもつ光検出器を
用いても安定な計測が行うことができる。そして、測定
系の光軸調整は、可視もしくは近赤外線領域の波長をも
つ元の波長のレーザ光線を用いて実施することができ、
迅速な光軸調整が可能となる。
の光線とを分離するためにＧｅ板をフィルターとして設
けることにより、元の波長領域に感度をもつ光検出器を
用いても安定な計測が行うことができる。そして、測定
系の光軸調整は、可視もしくは近赤外線領域の波長をも
つ元の波長のレーザ光線を用いて実施することができ、
迅速な光軸調整が可能となる。
【００３０】さらに、フィルターの断面形状を楔形とす
ることにより、フィルターの表面反射による干渉効果を
回避することができ、検出の分解能や安定性が向上す
る。
ることにより、フィルターの表面反射による干渉効果を
回避することができ、検出の分解能や安定性が向上す
る。
【００３１】多重反射セルに吸排気口を設けさらに排気
口に排気ポンプを設置することにより多重反射セル内に
試料ガスを導入することにより、連続的に試料濃度の変
化を計測することが可能となる。また、多重反射セルの
吸気口前に粉塵フィルターを設けることにより多重反射
セル内に粉塵等の異物の混入が避けられ、多重反射セル
ミラーの汚染等に起因する性能劣化が避けられ長時間安
定な動作が維持される。さらに、多重反射セルの吸気口
前に試料ガス冷却機構を設けることにより試料ガスを冷
凍乾燥させることが可能となり、試料ガス中の水分に起
因する検出感度の低下や検出性能劣化が避けられて広範
囲な環境条件下での安定な動作が維持できる。
口に排気ポンプを設置することにより多重反射セル内に
試料ガスを導入することにより、連続的に試料濃度の変
化を計測することが可能となる。また、多重反射セルの
吸気口前に粉塵フィルターを設けることにより多重反射
セル内に粉塵等の異物の混入が避けられ、多重反射セル
ミラーの汚染等に起因する性能劣化が避けられ長時間安
定な動作が維持される。さらに、多重反射セルの吸気口
前に試料ガス冷却機構を設けることにより試料ガスを冷
凍乾燥させることが可能となり、試料ガス中の水分に起
因する検出感度の低下や検出性能劣化が避けられて広範
囲な環境条件下での安定な動作が維持できる。
【図１】この発明によるガス成分測定装置の第１の実施
形態を示すブロック図、
形態を示すブロック図、
【図２】この発明の第２の実施形態を示すブロック図、
【図３】この発明の第３の実施形態を示すブロック図、
【図４】この発明の第３の実施形態で使用するフィルタ
を示す断面図(ａ)および干渉パターンを示す図(ｂ)、
を示す断面図(ａ)および干渉パターンを示す図(ｂ)、
【図５】この発明の第３の実施形態で使用する他のフィ
ルタを示す平面図(ａ)および側面図(ｂ)、
ルタを示す平面図(ａ)および側面図(ｂ)、
【図６】この発明の第４の実施形態を示すブロック図、
【図７】この発明の各実施形態において用いる多重反射
セルの一例を示す図、
セルの一例を示す図、
【図８】この発明の各実施形態において用いる多重反射
セルの他の一例を示す図、
セルの他の一例を示す図、
【図９】この発明の各実施形態において用いる多重反射
セルのさらに他の一例を示す図である。
セルのさらに他の一例を示す図である。
１、２ レーザ素子
３ レーザ合成器
５ 非線形光学素子
７ 多重反射試料セル
８ 光検出器
９ 制御部
10 広がり角調整光学系
11 フィルタ
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2G057 AA01 AB02 AB04 AB06 AC03
BA01 DA11 EA06
2G059 AA01 BB01 DD12 DD18 EE01
EE11 GG01 GG03 GG09 HH01
HH06 JJ02 JJ11 JJ14 JJ18
JJ22 KK01 LL04
2K002 AA04 AB12 HA19
Claims (9)
- 【請求項１】 第１波長のレーザ光線を放射する第１レ
ーザ光源および該第１波長と異なる第２波長のレーザ光
線を放射する第２レーザ光源と、上記レーザ光源の何れ
かの出力波長を一定範囲内で掃引させる掃引手段と、上
記２つのレーザ光線を合波する光合波器と、合波された
上記２つのレーザ光線より両者の差周波数の光線を発生
させる非線型光学素子と、該差周波数の光線を試料ガス
に照射するための多重反射試料セルと、該試料セルを透
過した光線の強度を測定する光検出器と、該光検出器の
出力に基づいて測定結果の解析を行う手段と具備し、出
力波長が掃引されたレーザ光線の試料ガスに含まれる微
量ガス成分による吸収に基づいて含まれる微量ガス成分
を検出し定量するガス成分測定装置。 - 【請求項２】 試料ガスを多重反射セルに封入し、該多
重反射セルへ入射する波長掃引差周波光源の広がり角を
収束するレンズを設けたことを特徴とする請求項１に記
載のガス成分測定装置。 - 【請求項３】 第１および第２波長のレーザ光線と波長
掃引差周波数の光線とを分離するためのＧｅ板よりなる
フィルタを光軸上に設けたことを特徴とする請求項１に
記載のガス成分測定装置。 - 【請求項４】 Ｇｅ板よりなるフィルタにおける干渉を
さけるためにフィルタの断面形状を楔状としたことを特
徴とする請求項３に記載のガス成分測定装置。 - 【請求項５】 Ｇｅ板よりなるフィルタにおける干渉を
さけるためにフィルタの片面を擦り面としたことを特徴
とする請求項３に記載のガス成分測定装置。 - 【請求項６】 多重反射セルを出射した波長掃引差周波
数の光線の強度を測定するための赤外線検出器の受光面
に光軸外し放物面鏡を用いて集光したことを特徴とする
請求項１に記載のガス成分測定装置。 - 【請求項７】 多重反射セルに試料ガス吸入口と排気口
を設け、排気口に排気ポンプを接続することにより試料
ガスを多重反射セルに導入することを特徴とする請求項
１に記載のガス成分測定装置。 - 【請求項８】 多重反射セルに試料ガス吸入口と排気口
を設け、吸入口にフィルタを介在させることにより試料
ガス中に含まれる粉塵による多重反射セルの汚染を防止
することを特徴とする請求項１に記載のガス成分測定装
置。 - 【請求項９】 多重反射セルに試料ガス吸入口と排気口
を設け、吸入側ガス流路に試料ガス冷却機構を介在する
ことにより試料ガス中に含まれる水分を低減したのちに
多重反射セルに導入することを特徴とする請求項１に記
載のガス成分測定装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001225118A JP2003042950A (ja) | 2001-07-25 | 2001-07-25 | ガス成分測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2001225118A JP2003042950A (ja) | 2001-07-25 | 2001-07-25 | ガス成分測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003042950A true JP2003042950A (ja) | 2003-02-13 |
Family
ID=19058163
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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