JP2020042017A - 計測装置及び計測方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本開示に係る計測装置と計測方法の態様は、以下である。
[1.概要]
まず、本実施の形態に係る計測装置100について、図1を用いて説明する。図1は、本開示の実施の形態に係る計測装置100の概略構成を示す図である。
まず、本開示に係る計測装置100が行う計測処理の一例について、図2Aを用いて説明する。
以下では、計測装置100の構成要素の詳細について、図1を適宜参照しながら説明する。
マルチレーザ光源1は、互いに等しい周波数間隔で離れた複数本のピークを含む周波数スペクトルを示すレーザ光を大気中の散乱体へ出射する光源の一例である。言い換えると、マルチレーザ光源1は、等しい波長間隔で互いに波長が異なる複数の発振周波数を有するレーザ光を大気中の散乱体へ出射する光源の一例である。
干渉計10は、マルチレーザ光源1が出射したレーザ光が散乱体で散乱することにより生じた散乱光を干渉させる。具体的には、干渉計10は、散乱光を、第1の散乱光と、当該第1の散乱光と光路が異なる第2の散乱光とに分岐し、第1の散乱光と第2の散乱光との光路差を変化させ、かつ、第1の散乱光と第2の散乱光とを干渉させることにより干渉光を生成する。干渉計10は、第1の散乱光と第2の散乱光とを干渉させることによりインターフェログラムを取得する。
=dx1±dx2
受光器6は、干渉された散乱光中に含まれるミー散乱光を受光する。具体的には、受光器6は、干渉計10から出力される干渉光を受光し、干渉光の強度に対応する信号を出力する。つまり、受光器6は、干渉計10が取得したインターフェログラムを信号に変換する。
信号処理部7は、受光器6によって得られた信号を信号処理する。具体的には、信号処理部7は、受光器6が出力する信号からミー散乱光の量を検出する。例えば、信号処理部7は、信号から干渉光のインターフェログラムを生成することにより、散乱光に含まれるミー散乱光に相当する信号成分を検出する。
集光部50は、計測対象物2である散乱体からの散乱光を集光する光学部品である。集光部50は、例えば、少なくとも1つの集光レンズ、若しくは、少なくとも1つの反射鏡、又は、これらの組み合わせである。例えば、集光部50は、集光レンズと、コリメートレンズとを含むレンズ群を含んでもよい。集光レンズで集光された光が、コリメートレンズによって平行光に変換されて出射される。これにより、集光部50によって集光された散乱光は、ミラー板3に入射される。集光部50は、ピンホールを含んでもよい。
続いて、本実施の形態に係る計測装置100の適用例について、図15A及び図15Bを用いて説明する。図15A及び図15Bは、本実施の形態に係る計測装置100を備える浄化システム300を示す図である。
以上、1つ又は複数の態様に係る計測装置及び計測方法について説明したが、本開示は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本開示の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、及び、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれる。
2 計測対象物
3 ミラー板
6 受光器
7 信号処理部
10 干渉計
11 第1の可動ミラー板
12 ハーフミラー板
13 第2の可動ミラー板
30 制御部
31 アクチュエータ
50 集光部
100、200 計測装置
300 浄化システム
310 浄化装置
311 薬液
320 レーザ光
Claims (12)
- 互いに等しい周波数間隔で離れた複数の発振周波数を有するレーザ光を大気中の散乱体へ出射する光源と、
前記レーザ光が前記散乱体で散乱することにより生じた散乱光を干渉させる干渉計と、
前記干渉計により干渉された散乱光中に含まれるミー散乱光を受光する受光器と、
前記受光器の信号から前記ミー散乱光の量を検出する信号処理部と、を備え、
前記周波数間隔は、前記大気を構成する分子によって生じるレイリー散乱光の周波数スペクトルにおけるピークの半値全幅未満である、
計測装置。 - 前記干渉計は、前記散乱光を、第1の散乱光と、前記第1の散乱光と光路が異なる第2の散乱光とに分岐し、前記第1の散乱光と前記第2の散乱光との光路差を変化させ、かつ前記第1の散乱光と前記第2の散乱光とを干渉させることにより干渉光を生成する、
請求項1に記載の計測装置。 - 前記周波数間隔は、3.9GHz以下である、
請求項1又は2に記載の計測装置。 - 互いに等しい周波数間隔で離れた複数の発振周波数を有するレーザ光を大気中の散乱体へ出射する光源と、
前記レーザ光が前記散乱体で散乱することにより生じた散乱光を、第1の散乱光と、前記第1の散乱光と光路が異なる第2の散乱光とに分岐し、前記第1の散乱光と前記第2の散乱光とを干渉させることによりインターフェログラムを取得する干渉計と、
前記インターフェログラムを信号に変換する受光器と、
前記受光器によって得られた前記信号を信号処理する信号処理部と、
前記干渉計に、前記第1の散乱光と前記第2の散乱光との光路差を掃引させる制御部と、を備え、
前記信号処理部は、
前記インターフェログラムの信号成分から、前記光路差が前記周波数間隔に対応する波長間隔であるときに生じる第1の干渉フリンジを含む信号成分を抽出することにより、前記散乱光に含まれるミー散乱光に相当する信号成分を取得する、
計測装置。 - 前記インターフェログラムは、複数の干渉フリンジを含み、
前記制御部は、前記レーザ光の中心波長の1/4より大きく、前記複数の干渉フリンジ間の間隔の1/2より小さい範囲の光路差を掃引する、
請求項4に記載の計測装置。 - 前記信号処理部は、前記第1の干渉フリンジを含む前記信号成分を基に、フーリエ変換を行う、
請求項4又は5に記載の計測装置。 - 前記干渉計は、第1の可動ミラーと第2の可動ミラーとを含む、
請求項4から6のいずれか1項に記載の計測装置。 - 前記複数のピークの周波数間隔は、5GHz以下である、
請求項4から7のいずれか1項に記載の計測装置。 - 前記複数のピークの周波数間隔は、3.9GHz以下である、
請求項4から7のいずれか1項に記載の計測装置。 - 前記散乱体と前記干渉計との間の光路上に、前記散乱光を集光する集光部をさらに備える、
請求項1から9のいずれか1項に記載の計測装置。 - 互いに等しい周波数間隔で離れた複数の発振周波数を有するレーザ光を大気中の散乱体へ出射することと、
前記レーザ光が前記散乱体で散乱することにより生じた散乱光を干渉させることと、
前記干渉計により干渉された散乱光中に含まれるミー散乱光を受光することと、
前記受光により得られた信号から前記ミー散乱光の量を検出することと、を含み、
前記周波数間隔は、前記大気を構成する分子によって生じるレイリー散乱光の周波数スペクトルにおけるピークの半値全幅未満である、
計測方法。 - 互いに等しい周波数間隔で離れた複数の発振周波数を有するレーザ光を大気中の散乱体へ出射することと、
前記レーザ光が前記散乱体で散乱することにより生じた散乱光を、第1の散乱光と、前記第1の散乱光と光路が異なる第2の散乱光とに分岐し、前記第1の散乱光と前記第2の散乱光とを干渉させることによりインターフェログラムを取得することと、
前記インターフェログラムを信号に変換することと、
前記信号を信号処理することと、
前記第1の散乱光と前記第2の散乱光との光路差を掃引させることと、を含み、
前記信号処理することでは、
前記インターフェログラムの信号成分から、前記光路差が前記周波数間隔に対応する波長間隔であるときに生じる第1の干渉フリンジを含む信号成分を抽出することにより、前記散乱光に含まれるミー散乱光に相当する信号成分を取得する、
計測方法。
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