高強度フェムト秒レーザーを用いた白色光ライダーの開発

染川 智弘氏

財団法人 レーザー技術総合研究所

研究員 染川 智弘氏

※ 所属、役職等は受賞当時のものです

論文要旨

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高強度フェムト秒レーザーを希ガスに集光すると,紫外から赤外におよぶ超広帯域なスペクトルを有するコヒーレント白色光が生成される。この白色光を,レーザーレーダー(ライダー)の光源として用いる白色光ライダーの開発を行っている。白色光ライダーでは,散乱の波長依存性を利用したエアロゾルの粒径分布の推定や,偏光特性を利用した,黄砂の形状による識別,赤外域を利用した温室効果ガスである二酸化炭素の観測といった環境計測を同時に行うことができ,1台のライダーシステムで多種多様な環境計測が期待できる。

A white light lidar system, which uses self-trapping of the intense femtosecond laser pulse in atmosphericpressure Kr gas, was utilized to obtain multi-wavelength backscatter and depolarization profi les from aerosols and clouds. The white light lidar has the advantage of performing at an arbitrary wavelength that is independent of the laser source. The observed results provided the wavelength dependence to enable the multi-wavelength depolarization ratio to be used as a method to evaluate the size of the atmospheric aerosols without using conventional inversion algorithms. As an environmental measurement example from the white light lidar, the Asian dust profi les were obtained by the white light depolarization system. The white light lidar system provides the new perspectives in a large number of fi elds such as the remote detection of the Asian dust particles that pose a threat to cross-border pollution in Japan or the monitoring of green house gases.

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研究概要

高強度フェムト秒レーザーを希ガスに集光する事で得られる紫外から赤外領域に及ぶ超広帯域スペクトルを有するコヒーレント白色光を用いて、大気環境を計測する白色光ライダーを開発した。

この技術は、散乱の波長依存性を利用した大気中エアロゾルの粒径分布の推定、偏光特性を利用した黄砂の識別、赤外域を利用した二酸化炭素の濃度計測などの広域かつ多種多様な環境計測に応用できる。

白色レーザー光源のコンパクト化にも取り組み、実現性が高い計測技術として期待される。

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