JP2503164Y2 - Gas temperature measuring device - Google Patents

Gas temperature measuring device

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JP2503164Y2
JP2503164Y2 JP7063690U JP7063690U JP2503164Y2 JP 2503164 Y2 JP2503164 Y2 JP 2503164Y2 JP 7063690 U JP7063690 U JP 7063690U JP 7063690 U JP7063690 U JP 7063690U JP 2503164 Y2 JP2503164 Y2 JP 2503164Y2
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laser
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松平 野田
順一郎 堀
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、各種のバーナやエンジン筒内等の燃焼ガス
等のガス温度測定に適用される気体温度計測装置に関す
る。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial field of application] The present invention relates to a gas temperature measuring device applied to a gas temperature measurement of combustion gases such as various burners and engine cylinders.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の装置を第6図に示す。 A conventional device is shown in FIG.

第6図において、エキシマレーザ1から発振されたレ
ーザ光2はハーフミラー3と全反射ミラー4により二つ
に分割され、それぞれ色素レーザ5,6を励起し、それぞ
れ異なる波数wp,wsのレーザ光を発振させる。
In FIG. 6, a laser beam 2 oscillated from an excimer laser 1 is split into two by a half mirror 3 and a total reflection mirror 4 and excites dye lasers 5 and 6, respectively, which have different wave numbers w p and w s , respectively. Laser light is oscillated.

ここで、波数wpのレーザ光をポンピング光7,波数ws
レーザ光をストークス光8と呼ぶ。
Here, the laser light of wave number w p is called pumping light 7, and the laser light of wave number w s is called Stokes light 8.

ストークス光8の波数wsは、ポンピング光7の波数wp
との波数の差wp−wsが、計測したい気体分子(こゝでは
窒素分子)の振動エネルギー準位差(基底準位と第一励
起準位のエネルギの差)に等しくなるように調整されて
いる。
The wave number w s of the Stokes light 8 is the wave number w p of the pumping light 7.
And the wave number difference w p −w s is adjusted to be equal to the vibration energy level difference (the difference between the ground level and the first excited level) of the gas molecule (the nitrogen molecule in this case) to be measured. Has been done.

上記ポンピング光7とストークス光8は、特定の波数
の光のみ反射し、それ以外の波数の光は通過させるダイ
クロイックミラー9と全反射ミラー10により、一つに合
成され、レンズ11により計測点12に集光される。
The pumping light 7 and the Stokes light 8 are combined into one by a dichroic mirror 9 and a total reflection mirror 10 that reflect only light of a specific wave number and pass light of other wave numbers, and are combined by a lens 11 at a measuring point 12 Is focused on.

上記計測点12を含む空間をテストセクション13と呼
ぶ。
A space including the measurement point 12 is called a test section 13.

上記計測点12からは、2つのレーザ光7,8の波数の差
と気体分子の振動エネルギ準位差が等しくなるように調
整されているため、そこに存在する気体分子により第3
の光であるカース(コヒーレント・非ストークス・ラマ
ン拡散;以下CARSとする)光が発生し、このCARS光は他
の2つのレーザ光7,8と共にレンズ14により平行光とな
り、ダイクロイックミラー15により、反射される光16と
透過するレーザ光7,8とに分離される。
From the measurement point 12, the difference between the wave numbers of the two laser beams 7 and 8 and the vibration energy level difference of the gas molecules are adjusted to be equal to each other.
Light, which is a coherent non-Stokes Raman diffusion (hereinafter referred to as CARS) light, is generated, and this CARS light is collimated by the lens 14 together with the other two laser light 7 and 8, and is changed by the dichroic mirror 15. It is separated into reflected light 16 and transmitted laser light 7 and 8.

上記ダイクロイックミラー15により反射された光16に
は、CARS光とごくわずかのレーザ光7,8が残っており、
更に、ダイクロイックフィルタ17を使用して、CARS光と
レーザ光を分離する。
In the light 16 reflected by the dichroic mirror 15, CARS light and a very small amount of laser light 7 and 8 remain,
Further, the dichroic filter 17 is used to separate the CARS light and the laser light.

この分離されたCARS光19はレンズ20を通して光ファイ
バ21の一端21aに入射され、入射口より離れた場所にあ
る上記光ファイバ21の他端より出射したCARS光19はレン
ズ22により分光器23に導びかれる。
The separated CARS light 19 is incident on one end 21a of the optical fiber 21 through the lens 20, and the CARS light 19 emitted from the other end of the optical fiber 21 located at a place apart from the entrance is passed through the lens 22 to the spectroscope 23. Be guided.

分光器23で分光されたCARS光は、光電変換器24で電圧
に変換され、信号処理器25によりスペクトル波形が得ら
れる。
The CARS light dispersed by the spectroscope 23 is converted into a voltage by the photoelectric converter 24, and a spectrum waveform is obtained by the signal processor 25.

このスペクトル波形には、レーザ光の波長特性や受光
側の感度特性が含まれているので、それらを補正する必
要があり、そのために非共鳴CARS光が補正用の参照光と
して用いられる。
Since this spectral waveform includes the wavelength characteristics of the laser light and the sensitivity characteristics on the light receiving side, it is necessary to correct them, and therefore the non-resonant CARS light is used as the reference light for correction.

このCARS光の補正に用いる参照光を得るためには、上
記ダイクロイックフィルタ17は光路から取り除かれ、ま
た、2つのレーザ光が集光される空間にはArガス13bが
吐出され上記気体分子はパージされた状態とする。
In order to obtain the reference light used for the correction of the CARS light, the dichroic filter 17 is removed from the optical path, and the Ar gas 13b is discharged into the space where the two laser lights are condensed to purge the gas molecules. It will be in the state where it was done.

上記の状態で、2つのレーザ光が入射した空間では、
Arガスにより非共鳴CARS光が発生し、ダイクロイックミ
ラー15がわずかのレーザ光を含んだ非共鳴CARS光を反射
して光ファイバ21に入射する。
In the above state, in the space where the two laser beams are incident,
Non-resonant CARS light is generated by Ar gas, and the dichroic mirror 15 reflects the non-resonant CARS light containing a slight amount of laser light and makes it enter the optical fiber 21.

上記わずかのレーザ光が光ファイバ21の端面21aに入
射することにより強度の大きい非共鳴CARS光が得られ、
この非共鳴CARS光は分光器23を介して光電変換器24に入
射され、電気信号に変換され、信号処理器25により参照
光である非共鳴CARS光のスペクトル波形が得られる。
Non-resonant CARS light with high intensity is obtained by entering the slight laser light into the end face 21a of the optical fiber 21,
The non-resonant CARS light enters the photoelectric converter 24 through the spectroscope 23 and is converted into an electric signal, and the signal processor 25 obtains the spectral waveform of the non-resonant CARS light as the reference light.

第3図はこのようにして得られた参照光を示してお
り、これは装置全体の感度曲線を表わすもので、この参
照光とCARS光との強度比をとることにより正確なCARSス
ペクトラムが得られる。
Fig. 3 shows the reference light obtained in this way, which shows the sensitivity curve of the entire device. By taking the intensity ratio of this reference light and CARS light, an accurate CARS spectrum can be obtained. To be

このようにして得られたスペクトル波形は第5図に示
すものであり、これをあらかじめ理論計算により求めた
第4図に示すスペクトル波形と順次比較し、最も良い一
致を見た理論スペクトルの温度から計測点の温度が求め
られる。例えば、第5図の曲線とほゞ同一の曲線を第4
図中より探すことにより、400K位と判断される。
The spectrum waveform thus obtained is shown in FIG. 5, and it is sequentially compared with the spectrum waveform shown in FIG. 4 obtained by theoretical calculation in advance. The temperature at the measuring point is obtained. For example, a curve that is almost the same as the curve in FIG.
By searching from the figure, it is judged to be around 400K.

なお、上記ダイクロイックミラー又はフィルタとは、
誘電体多層膜ミラー又はフィルタのことであり、ガスラ
基板の表面に低屈折率の物質と高屈折率の物質を使用す
る波長域に対応する厚みで交互に蒸着させたものであ
る。
The dichroic mirror or filter is
A dielectric multilayer film mirror or filter, in which a substance having a low refractive index and a substance having a high refractive index are alternately deposited on the surface of a gas substrate in a thickness corresponding to a wavelength range in which the substance is used.

このように形成され、特定の波長域の光を反射させて
他の波長域の光を透過させるものがダイクロイックミラ
ーであり、特定の波長域の光を透過させて他の波長域の
光を反射させるものがダイクロイックフィルタであっ
て、前者は反射光の利用を目的とし、後者は透過光の利
用を目的とする。
A dichroic mirror that is formed in this way and that reflects light in a specific wavelength range and transmits light in other wavelength ranges is a dichroic mirror that transmits light in a specific wavelength range and reflects light in other wavelength ranges. The thing to do is a dichroic filter, the former aims at utilization of reflected light, and the latter aims at utilization of transmitted light.

上記ダイクロイックの語は、通常、単独では使用され
ない。
The term dichroic is usually not used alone.

〔考案が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the device]

従来の装置においては、2つレーザ光が焦点を結ぶテ
ストセクションで気体分子により発生するCARS光は、波
長帯域が同じであるファイバ端面により生じ参照光とし
て用いる非共鳴CARS光に重畳されるため、正確な参照光
を得るために、テストセクションをArガスでパージし、
テストセクションから被計測気体分子を排除する必要が
あり、パージ装置を必要とし、計測に時間がかゝってい
た。
In the conventional device, the CARS light generated by the gas molecules in the test section where the two laser lights are in focus is superposed on the non-resonant CARS light used as the reference light, which is generated by the fiber end face having the same wavelength band. To get an accurate reference beam, purge the test section with Ar gas,
It was necessary to remove the gas molecules to be measured from the test section, a purge device was required, and it took a long time to measure.

本考案は上記の課題を解決しようとするものである。 The present invention is intended to solve the above problems.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本考案の気体温度計測装置は、2種類の波数が異なる
レーザ光を発生させ、上記2つのレーザ光の波数差を計
測する気体分子の振動エネルギ準位差に合わせて上記気
体が存在する空間に集光しCARS光を発生させ、同CARS光
を含む光をダイクロイックミラーに入射してCARS光を分
離し、同CARS光を光ファイバ、分光器を介して光電変換
器に入射し、光電変換された電気信号を信号処理器に入
力して気体分子CARS光をスペクトル解析し、スペクトル
波形の違いから気体温度を計測する気体温度計測装置に
おいて、上記ダイクロイックミラーにより反射され光フ
アイバに入射される光の光路にそれぞれ出し入れ可能に
設けられ、上記気体分子が発生するCARS光を透過し2つ
のレーザ光を反射する気体分子用のダイクロイックフィ
ルタと、上記2つのレーザ光を透過し気体分子が発生す
るCARS光を反射する参照光用のダイクロイックフィルタ
とを備えたことを特徴としている。
The gas temperature measuring device of the present invention generates two kinds of laser beams having different wave numbers and measures the difference in wave number between the two laser beams in the space where the gas exists in accordance with the difference in vibration energy level of gas molecules. It condenses and generates CARS light, and the light containing the CARS light is incident on the dichroic mirror to separate the CARS light, and the CARS light is incident on the photoelectric converter through the optical fiber and the spectroscope and is photoelectrically converted. In the gas temperature measuring device that analyzes the gas molecule CARS light by inputting the electric signal into the signal processor and measures the gas temperature from the difference in the spectral waveform, the light reflected by the dichroic mirror and incident on the optical fiber is detected. A dichroic filter for gas molecules, which is provided so that it can be put in and taken out from the optical path, transmits CARS light generated by the gas molecules, and reflects two laser lights, and the two laser lights. It is characterized in that permeated gas molecules and a dichroic filter for reference light for reflecting CARS light generated.

〔作用〕[Action]

上記において、気体分子より発生するCARS光を測定す
る場合は、気体分子用のダイクロイックフィルタを光路
に挿入した状態として、気体分子が存在する空間に2つ
のレーザを集光してCARS光を発生させ、ダイクロイック
ミラーがCARS光を反射分離し、同CARS光は更に気体分子
用のダイクロイックフィルタにより残ったわずかのレー
ザ光が除去された後、光ファイバ、分光器、光電変換器
を経て電気信号に変換され、信号処理器によりスペクト
ル波形が得られる。
In the above, when measuring CARS light generated from gas molecules, with a dichroic filter for gas molecules inserted in the optical path, two lasers are focused in the space where gas molecules are present to generate CARS light. , The dichroic mirror reflects and separates the CARS light, and the CARS light is converted into an electric signal through the optical fiber, the spectroscope, and the photoelectric converter after the remaining laser light is removed by the dichroic filter for gas molecules. Then, a spectrum waveform is obtained by the signal processor.

次に、参照光を得る場合には、上記気体分子用のダイ
クロイックフィルタは光路から取り除かれ、参照光用の
ダイクロイックフィルタが挿入される。参照光用のダイ
クロイックフィルタは、気体分子用のダイクロイックフ
ィルタと波長帯域が異なり気体分子からのCARS光のみを
反射し、2つのレーザ光を透過するように作られてい
る。上記の状態で、気体分子が存在する空間から発生し
たCARS光は、参照光用のダイクロイックフィルタで反射
され除去され、残ったわずかのレーザ光が参照光用のダ
イクロイックフィルタを透過して光ファイバに入射す
る。上記わずかのレーザ光が光ファイバ端面に入射する
ことにより、非共鳴CARS光が得られ、この非共鳴CARS光
は分光器を介して光電変換器に入射され電気信号に変換
され、信号処理器により参照光である非共鳴CARS光のス
ペクトル波形が得られる。
Next, when obtaining the reference light, the dichroic filter for gas molecules is removed from the optical path, and the dichroic filter for reference light is inserted. The dichroic filter for reference light has a different wavelength band from the dichroic filter for gas molecules, and is designed to reflect only CARS light from gas molecules and transmit two laser lights. In the above state, the CARS light generated from the space where the gas molecules are present is reflected and removed by the reference light dichroic filter, and the remaining slight laser light passes through the reference light dichroic filter to the optical fiber. Incident. Non-resonant CARS light is obtained by entering the above-mentioned slight laser light into the end face of the optical fiber. The spectral waveform of the non-resonant CARS light which is the reference light can be obtained.

上記CARS光は参照光により補正され、気体分子の温度
が計測されるが、上記参照光は気体分子からのCARS光が
参照光用のダイクロイックフィルタにより反射除去され
ているためCARS光を含まず、またレーザ光が入射された
光ファイバ端面により強度の大きい非共鳴CARS光が得ら
れるため、参照光により補正されたCARSスペクトラムは
正確なものとなり、高い精度の気体温度が得られる。
The CARS light is corrected by the reference light, the temperature of the gas molecule is measured, the reference light does not include the CARS light because the CARS light from the gas molecule is reflected and removed by the dichroic filter for the reference light, Further, since the non-resonant CARS light with high intensity is obtained from the end face of the optical fiber on which the laser light is incident, the CARS spectrum corrected by the reference light becomes accurate, and the gas temperature with high accuracy can be obtained.

上記により、従来の装置にて使用していたArガスのパ
ージ装置は不要となり、気体分子をArガスでパージする
必要がなくなるため、短時間で簡単に非共鳴CARS光を計
測することが可能となり、また強度が大きくノイズの少
ない参照光が得られるため、気体の温度計測の精度を高
めることが可能となった。
Due to the above, the Ar gas purging device used in the conventional device is unnecessary, and it is not necessary to purge the gas molecules with Ar gas, so it is possible to easily measure the non-resonant CARS light in a short time. Moreover, since the reference light having high intensity and less noise can be obtained, the accuracy of gas temperature measurement can be improved.

〔実施例〕〔Example〕

本考案の一実施例を第1図に示す。 FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.

第1図に示す本実施例は、エキシマレーザ1より出力
されたレーザ光2がハーフミラー3に入光し、同ハーフ
ミラー3は上記レーザ光2の一部を反射し残りを透過
し、反射したレーザ光は色素レーザ5を介してダイクロ
イックミラー9に入光し反射され、透過したレーザ光は
全反射ミラー4により反射して色素レーザ6に入光し、
同色素レーザ6はストークス光8を出力して全反射ミラ
ー10に入光し反射され、同全反射ミラー10により反射さ
れたストークス光8は上記ダイクロイックミラー9を透
過し、上記ダイクロイックミラー9により反射されたポ
ンピング光7と合成され、レンズ11を介してテストセク
ション13の計測点12に集光され、計測される窒素ガスが
CARS光を発生し、同CARS光はレーザ光と共にレンズ14を
介してダイクロイックミラー15に入光し、同ダイクロイ
ックミラー15は大部分のレーザ光を透過して1部のレー
ザ光とCARS光よりなる光16を反射し、同反射された光16
はレンズ20,光ファイバ21,レンズ22を介して分光器23に
入力され、光電変換器24により電気信号に変換されて信
号処理器25に入力されるCARS参照光計測装置において、
上記ダイクロイックミラー15により反射されたCARS光と
1部のレーザ光よりなる光16の光路にそれぞれ出し入れ
され、窒素ガスが発生するCARS光を透過しレーザ光であ
るポンピング光7とストークス光8を反射する気体分子
用のダイクロイックフィルタ17と、上記レーザ光である
ポンピング光7とストークス光8を透過しCARS光を反射
する参照光用のダイクロイックフィルタ18とを備えてい
る。
In the present embodiment shown in FIG. 1, a laser beam 2 output from an excimer laser 1 enters a half mirror 3, and the half mirror 3 reflects a part of the laser beam 2 and transmits the rest and reflects it. The reflected laser light enters and is reflected by the dichroic mirror 9 through the dye laser 5, and the transmitted laser light is reflected by the total reflection mirror 4 and enters the dye laser 6.
The dye laser 6 outputs the Stokes light 8 and enters the total reflection mirror 10 and is reflected. The Stokes light 8 reflected by the total reflection mirror 10 passes through the dichroic mirror 9 and is reflected by the dichroic mirror 9. The nitrogen gas that is combined with the pumping light 7 that has been collected, is condensed at the measurement point 12 of the test section 13 via the lens 11, and is measured.
CARS light is generated, and the CARS light enters the dichroic mirror 15 through the lens 14 together with the laser light. The dichroic mirror 15 transmits most of the laser light and is composed of a part of the laser light and the CARS light. Light 16 is reflected and the same reflected light 16
In the CARS reference light measuring device, which is input to the spectroscope 23 via the lens 20, the optical fiber 21, and the lens 22, is converted into an electric signal by the photoelectric converter 24 and is input to the signal processor 25,
The CARS light reflected by the dichroic mirror 15 and the light 16 composed of a part of the laser light are respectively put in and out of the optical path, the CARS light generated by the nitrogen gas is transmitted, and the pumping light 7 and the Stokes light 8 which are laser lights are reflected. There is provided a dichroic filter 17 for gas molecules, and a dichroic filter 18 for reference light that transmits the pumping light 7 and the Stokes light 8 that are the laser light and reflects the CARS light.

本実施例においては、窒素ガス分子より発生するCARS
光を測定する場合、CARS光と2つのレーザ光がダイクロ
イックミラー15により反射、または透過されるまでは従
来と同様のため、その作用の説明を省略する。
In this example, CARS generated from nitrogen gas molecules
When measuring light, since the CARS light and the two laser lights are the same as the conventional one until they are reflected or transmitted by the dichroic mirror 15, the description of the operation is omitted.

上記において、CARS光を測定する場合、気体分子用の
ダイクロイックフィルタ17が光路に挿入されており、ダ
イクロイックミラー15より反射されたCARS光とごくわず
かのレーザ光よりなる光16は、光路に直角に設けたダイ
クロイックフィルタ17に入光し、CARS光はフィルタを透
過し、レーザ光は反射され除去される。
In the above, when measuring CARS light, a dichroic filter 17 for gas molecules is inserted in the optical path, the CARS light reflected from the dichroic mirror 15 and the light 16 consisting of a very small amount of laser light are perpendicular to the optical path. The CARS light entering the dichroic filter 17 provided is transmitted through the filter, and the laser light is reflected and removed.

上記分離されたCARS光19は従来と同様にレンズ20,22
と光ファイバ21により分光器23に導かれ、光電変換器24
により光電変換され信号処理器25によりスペクトル波形
が得られる。
The separated CARS light 19 is the same as the conventional lens 20,22.
And the optical fiber 21 to the spectroscope 23, and the photoelectric converter 24
Then, the signal is converted into a photoelectric signal and the signal processor 25 obtains a spectral waveform.

次に、参照光を得る場合には、ダイクロイックフィル
タ17は光路より除かれ、代りにダイクロイックフィルタ
18が挿入される。上記計測点12から発生したCARS光と2
つのレーザ光はレンズ14を介してダイクロイックミラー
15に入射し、反射される光16と透過するレーザ光7,8に
分離される。上記ダイクロイックミラー15により反射さ
れた光16には、CARS光とわずかのレーザ光7,8が残って
おり、CARS光はダイクロイックフィルタ18により反射さ
れ除去され、フィルタを透過したレーザ光はレンズ20を
介して端面21aに集光され、光ファイバ21に入射する。
Next, when obtaining the reference light, the dichroic filter 17 is removed from the optical path, and instead the dichroic filter 17 is used.
18 is inserted. CARS light generated from the above measurement point 12 and 2
Two laser beams are passed through lens 14 to dichroic mirror
The incident light 15 is split into the reflected light 16 and the transmitted laser light 7 and 8. The light 16 reflected by the dichroic mirror 15 has CARS light and a small amount of laser light 7 and 8, the CARS light is reflected and removed by the dichroic filter 18, and the laser light transmitted through the filter passes through the lens 20. The light is focused on the end face 21a via the light and enters the optical fiber 21.

上記レーザ光7,8が光ファイバ21に入射した場合、発
生する非共鳴CARS光は分子の密度の二乗に比例するた
め、上記レーザ光は密度が大きい光ファイバ21の端面21
aにより非共鳴CARS光を発生し、分光器23に導かれ、光
電変換器24により光電変換され信号処理器25により参照
光のスペクトル波形が得られる。
When the laser light 7, 8 is incident on the optical fiber 21, the non-resonant CARS light generated is proportional to the square of the density of molecules, so the laser light has a high density end face 21 of the optical fiber 21.
The non-resonant CARS light is generated by a, guided to the spectroscope 23, photoelectrically converted by the photoelectric converter 24, and the spectral waveform of the reference light is obtained by the signal processor 25.

上記参照光は、計測したい気体分子より発生するCARS
光を含まず、強度が大きいため、CARS光との強度比をと
ることによって得られる波長特性や感度特性が補正され
たCARSスペクトラムはより正確なものとなり、理論スペ
クトル波形との比較によって計測点12の温度は高い精度
のものが得られる。
The above reference light is CARS generated from the gas molecule to be measured.
Since it does not contain light and has a high intensity, the CARS spectrum with corrected wavelength characteristics and sensitivity characteristics obtained by taking the intensity ratio with CARS light becomes more accurate, and by comparing it with the theoretical spectrum waveform, measurement point 12 The temperature can be obtained with high accuracy.

上記により、従来の装置にて使用していたArガスのパ
ージ装置が不要となるため、参照光の計測が短時間で簡
単にでき、また強度が大きくノイズの少ない参照光が得
られるため、温度計測の精度を高めることが可能となっ
た。
Due to the above, since the Ar gas purging device used in the conventional device is not required, the reference light can be easily measured in a short time, and the reference light with high intensity and less noise can be obtained. It has become possible to improve the accuracy of measurement.

なお、第2図は上記ダイクロイックフィルタ17,18の
波長帯域とその効果を示しており、ダイクロイックフィ
ルタ17はポンピング光(波長480nm)とストークス光
(波長540nm)をカットし、ダイクロイックフィルタ18
はCARS光(430nm)をカットする。
2 shows the wavelength bands of the dichroic filters 17 and 18 and their effects. The dichroic filter 17 cuts the pumping light (wavelength 480 nm) and the Stokes light (wavelength 540 nm),
Cuts the CARS light (430 nm).

〔考案の効果〕[Effect of device]

本考案のCARS参照光計測装置は、参照光を得る場合、
2つのレーザ光が集光される空間からのCARS光とレーザ
光を入射したダイクロイックミラーの反射光の光路に設
けられたCARS光を透過するダイクロイックフィルタをレ
ーザ光を透過するダイクロイックフィルタと交換し、わ
ずかのレーザ光を光ファイバの端面に入射し非共鳴CARS
光を発生させることによって、従来の装置にて使用して
いたArガスのパージ装置は不要となり、参照光の計測が
短時間で簡単にでき、強度が大きくノイズが少ない参照
光が得られるため、気体の温度計測の精度を高めること
が可能となった。
The CARS reference light measuring device of the present invention, when obtaining a reference light,
The dichroic filter that transmits the CARS light from the space where the two laser beams are condensed and the CARS light that is provided in the optical path of the reflected light of the dichroic mirror that has entered the laser beam are exchanged with the dichroic filter that transmits the laser beam. Non-resonant CARS with a small amount of laser light incident on the end face of the optical fiber
By generating the light, the Ar gas purging device used in the conventional device is unnecessary, and the reference light can be easily measured in a short time, and the reference light with high intensity and less noise can be obtained. It has become possible to improve the accuracy of gas temperature measurement.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本考案の一実施例の説明図、第2図は上記一実
施例に係る2種類のダイクロイックフィルタの波長帯域
図、第3図は参照光のスペクトル図、第4図は理論計算
により得られたCARS光のスペクトル図、第5図は実験に
よって得られたN2ガスのCARS光のスペクトル図、第6図
は従来の装置の説明図である。 1……エキシマレーザ、2……エキシマレーザ光、3…
…ハーフミラー、4……全反射ミラー、5……色素レー
ザ、6……色素レーザ、7……ポンピング光、8……ス
トークス光、9……ダイクロイックミラー、10……全反
射ミラー、11……レンズ、12……計測点、13……テスト
セクション、13a……Arガス噴射ノズル、13b……Ar
ス、14……レンズ、15……ダイクロイックミラー、16…
…反射光、17……ダイクロイックフィルタ、18……ダイ
クロイックフィルタ、19……CARS光、20……レンズ、21
……光ファイバ、21a……端面、22……レンズ、23……
分光器、24……光電変換器、25……信号処理器。
FIG. 1 is an explanatory view of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a wavelength band diagram of two types of dichroic filters according to the above embodiment, FIG. 3 is a spectrum diagram of reference light, and FIG. 4 is a theoretical calculation. FIG. 5 is a spectrum diagram of CARS light obtained by the above, FIG. 5 is a spectrum diagram of CARS light of N 2 gas obtained by an experiment, and FIG. 6 is an explanatory view of a conventional device. 1 ... Excimer laser, 2 ... Excimer laser light, 3 ...
... Half mirror, 4 ... Total reflection mirror, 5 ... Dye laser, 6 ... Dye laser, 7 ... Pumping light, 8 ... Stokes light, 9 ... Dichroic mirror, 10 ... Total reflection mirror, 11 ... … Lens, 12 …… Measurement point, 13 …… Test section, 13a …… A r Gas injection nozzle, 13b …… A r Gas, 14 …… Lens, 15 …… Dichroic mirror, 16…
… Reflected light, 17 …… Dichroic filter, 18 …… Dichroic filter, 19 …… CARS light, 20 …… Lens, 21
…… Optical fiber, 21a …… End face, 22 …… Lens, 23 ……
Spectrometer, 24 ... Photoelectric converter, 25 ... Signal processor.

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of utility model registration request] 【請求項1】2種類の波数が異なるレーザ光を発生さ
せ、上記2つのレーザ光の波数差を計測する気体分子の
振動エネルギ準位差に合わせて上記気体が存在する空間
に集光しカース光を発生させ、同カース光を含む光をダ
イクロイックミラーに入射してカース光を分離し、同カ
ース光を光ファイバ、分光器を介して光電変換器に入射
し、光電変換された電気信号を信号処理器に入力して気
体分子カース光をスペクトル解析し、スペクトル波形の
違いから気体温度を計測する気体温度計測装置におい
て、上記ダイクロイックミラーにより反射され光ファイ
バに入射される光の光路にそれぞれ出し入れ可能に設け
られ、上記気体分子が発生するカース光を透過し2つの
レーザ光を反射する気体分子用のダイクロイックフィル
タと、上記2つのレーザ光を透過し気体分子が発生する
カース光を反射する参照光用のダイクロイックフィルタ
とを備えたことを特徴とする気体温度計測装置。
1. A curse for generating two kinds of laser beams having different wave numbers and converging in a space where the gas exists in accordance with a vibration energy level difference of gas molecules for measuring a wave number difference between the two laser beams. Light is generated, the light containing the curse light is incident on the dichroic mirror to separate the curse light, the curse light is incident on the photoelectric converter through the optical fiber and the spectroscope, and the photoelectrically converted electrical signal is generated. In the gas temperature measuring device, which inputs the signal to the signal processor, analyzes the spectrum of the gas molecule curs light, and measures the gas temperature from the difference in the spectral waveform, puts it in and out of the optical path of the light reflected by the dichroic mirror and incident on the optical fiber. A dichroic filter for gas molecules, which is provided so as to transmit the curse light generated by the gas molecules and reflects two laser beams; and the two lasers. The gas temperature measuring device being characterized in that a dichroic filter for reference light for reflecting curse light gas molecules through the light is generated.
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