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公開番号2025101327
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-07
出願番号2023218100
出願日2023-12-25
発明の名称分析システム
出願人富士電機株式会社,学校法人東邦大学
代理人弁理士法人旺知国際特許事務所
主分類G01N 21/39 20060101AFI20250630BHJP(測定;試験)
要約【課題】試料ガスを高精度に分析する。
【解決手段】分析システム10は、可飽和吸収体と増幅媒体と部分反射ミラーとを含む第1共振器および第2共振器を備え、第1共振器により発生する第1光コムと第2共振器により発生する第2光コムとを含む分析光を出射する光源装置10と、試料ガスGを透過した分析光を検出する検出装置40と、光源装置10と検出装置40との間において分析光の波長範囲を制限する帯域制限部60とを具備する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
可飽和吸収体と増幅媒体と部分反射ミラーとを含む第１共振器および第２共振器を備え、前記第１共振器により発生する第１光コムと前記第２共振器により発生する第２光コムとを含む分析光を出射する光源装置と、
試料ガスを透過した前記分析光を検出する検出装置と、
前記光源装置と前記検出装置との間において前記分析光の波長範囲を制限する帯域制限部と
を具備する分析システム。
続きを表示（約 950 文字）【請求項２】
前記帯域制限部は、
前記分析光のうち第１透過帯の成分と、前記第１透過帯とは相違する第２透過帯の成分とを透過する
請求項１の分析システム。
【請求項３】
前記帯域制限部は、
前記分析光のうち前記第１透過帯の成分を透過する第１フィルターと、
前記分析光のうち前記第２透過帯の成分を透過する第２フィルターとを含む
請求項２の分析システム。
【請求項４】
前記帯域制限部は、
前記分析光のうち前記第１透過帯の成分と前記第２透過帯の成分とを透過するマルチバンドパスフィルターを含む
請求項２の分析システム。
【請求項５】
前記帯域制限部は、
前記分析光のうち前記第１透過帯の成分を透過する状態と、前記分析光のうち前記第２透過帯の成分を透過する状態とに切替わる波長可変フィルターを含む
請求項２の分析システム。
【請求項６】
前記第１共振器および前記第２共振器の各々は、希土類添加ファイバーを前記増幅媒体とする増幅器を含む
請求項１の分析システム。
【請求項７】
前記光源装置は、前記分析光の波長範囲を拡張する高非線形ファイバーを含む
請求項１の分析システム。
【請求項８】
偏波保持性を有する光学部品により構成される
請求項１の分析システム。
【請求項９】
可飽和吸収体と増幅媒体と部分反射ミラーとを含む第１共振器および第２共振器を備え、前記第１共振器により発生する第１光コムと前記第２共振器により発生する第２光コムとを含む分析光を出射する光源装置と、
試料ガスを透過した前記分析光を検出する第１検出装置と、
前記試料ガスを透過しない前記分析光を検出する第２検出装置と、
前記光源装置と前記第１検出装置および前記第２検出装置との間において前記分析光の波長範囲を制限する帯域制限部と、
前記第１検出装置による検出結果と前記第２検出装置による検出結果とを解析することで、前記試料ガスに含まれる成分ガスの濃度を特定する解析装置と
を具備する分析システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、例えば混合ガス等の試料を分析する分析システムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
レーザー光の照射により試料の特性を分析する各種の技術が従来から提案されている。例えば非特許文献１には、デュアルコム分光により広い波長範囲でガスの吸収線を計測する技術が開示されている。デュアルコム分光は、僅かに異なる発振周波数を有する２個のコム光源からの出射光を合波し、干渉信号を測定することにより分光する技術である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
Sho Okubo, et. al.,"Ultra-broadband dual-comb spectroscopy across 1.0-1.9μm," Applied Physics Express 8, 082402 (2015)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば吸光特性が相違する複数種のガスをデュアルコム分光により分析するためには、分析光（すなわちデュアルコム）の波長範囲を充分に確保する必要がある。しかし、分析光の波長範囲が広い場合、試料ガスの分析には不要な成分が観測される結果、試料ガスの高精度な分析が阻害される可能性がある。以上の事情を考慮して、本開示のひとつの態様は、試料ガスを高精度に分析することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するために、本開示のひとつの態様に係る分析システムは、可飽和吸収体と増幅媒体と部分反射ミラーとを含む第１共振器および第２共振器を備え、前記第１共振器により発生する第１光コムと第２共振器により発生する第２光コムとを含む分析光を出射する光源装置と、試料ガスを透過した前記分析光を検出する検出装置と、前記光源装置と前記検出装置との間において前記分析光の波長範囲を制限する帯域制限部とを具備する。
【０００６】
本開示の他の態様に係る分析システムは、可飽和吸収体と増幅媒体と部分反射ミラーとを含む第１共振器および第２共振器を備え、前記第１共振器により発生する第１光コムと第２共振器により発生する第２光コムとを含む分析光を出射する光源装置と、試料ガスを透過した前記分析光を検出する第１検出装置と、前記試料ガスを透過しない前記分析光を検出する第２検出装置と、前記光源装置と前記第１検出装置および前記第２検出装置との間において前記分析光の波長範囲を制限する帯域制限部と、前記第１検出装置による検出結果と前記第２検出装置による検出結果とを解析することで、前記試料ガスに含まれる成分ガスの濃度を特定する解析装置とを具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１実施形態における分析システムの構成図である。
光源装置の構成図である。
分析システムの動作に関する説明図である。
試料ガスの吸光特性の模式図である。
試料ガスの分析結果のグラフである。
第２実施形態における分析システムの構成図である。
第３実施形態における分析システムの構成図である。
第４実施形態における分析システムの構成図である。
第５実施形態における分析システムの構成図である。
第６実施形態における分析システムの構成図である。
変形例における光源装置の構成図である。
変形例における光源装置の構成図である。
変形例における光源装置の構成図である。
変形例における第１共振器の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本開示を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、各図面においては、各要素の寸法および縮尺が実際の製品とは相違する場合がある。また、以下に説明する形態は、本開示を実施する場合に想定される例示的な一形態である。したがって、本開示の範囲は、以下に例示する形態には限定されない。
【０００９】
Ａ：第１実施形態
図１は、第１実施形態における分析システム１００の構成を構成図である。第１実施形態の分析システム１００は、試料ガスＧの特性を光学的に分析するための光学測定器である。試料ガスＧは、分析対象となる任意の種類のガスであり、例えばガスセル等の容器または排気管等の流路に収容される。なお、試料ガスＧが収容される空間内に分析システム１００が設置されてもよい。
【００１０】
試料ガスＧは、３種類のガス（以下「成分ガス」という）Ｇ1～Ｇ3を含む混合ガスである。分析システム１００は、各成分ガスＧn（ｎ＝１～３）の濃度を特定する。例えば、窒素酸化物（ＮＯｘ）または硫黄酸化物（ＳＯｘ）等を成分ガスＧnとして含有する排気ガスが、試料ガスＧとして例示される。
（【００１１】以降は省略されています）

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