報告書番号

T01050

タイトル（和文）

ラマン散乱とミー散乱を併用した複合計測レーザーレーダーの開発

タイトル（英文）

Development of a laser radar for composite measurement using Raman and Mie scattering

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

大気汚染物質と水蒸気量の同時計測が可能なラマン散乱とミー散乱を併用したレーザーレーダーシステムを開発した。本システムはレーザー波長280nmにおいて大気中窒素(N2)、酸素(O2)、水蒸気(H2O)からのラマン散乱信号、およびレーザー波長におけるミー散乱信号を検出できる。ミー散乱信号はオゾン(O3)、二酸化窒素(NO2)、二酸化硫黄(SO2)などの大気汚染物質の計測に使用できる。本システムを用いて、大気中のH2OとN2によるラマン散乱から水蒸気量の高度分布を測定高度30-1500m、距離分解能15mにおいて約10%の誤差で計測した。また、大気中のN2とO2によるラマン散乱からO3濃度の高度分布を高度300-1000m、距離分解能150mにおいて計測した。ラマン散乱を用いた計測はミー散乱を用いた計測に比べて、照射されるレーザー光と受光系視野の重なりに関する条件がより緩やかであるため、より低高度における計測に優れている。また、ラマン散乱を用いた計測は漏洩ガス検知や事故、災害時における有害ガス検知への応用も可能である。

概要 （英文）

A laser radar system using Raman and Mie scattering for simultaneous measurement of pollutants and water vapor was developed. This system can detect Raman scattering signals from atmospheric nitrogen (N2), oxygen (O2), and water vapor (H2O) for a laser wavelength of 280 nm, in addition to Mie scattering signals at the laser wavelengths, which can be used for measurement of pollutants such as ozone (O3), nitrogen dioxide (NO2), and sulfur dioxide (SO2). Using this system, water vapor content was measured with about 10% accuracy for height 30-1500 m and range resolution 15 m using Raman scattering from atmospheric H2O and N2. In addition, O3 concentration profiles were measured for height 300-1000 m using Raman scattering from atmospheric N2 and O2. Raman scattering is more effective than Mie scattering for measurement at lower height because of less stringent requirements on the overlap between the transmitted laser beam and receiver field of view. In addition, Raman scattering can also be applied to gas leak detection monitoring and hazardous gas detection in accidents and natural disasters.

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