本論文では、ヘルツレベルの応答速度を持つ光共振器減衰分光による大気微量ガス検出技術を紹介する。100 MHz正弦波変調信号を電気光学位相変調器に印加し、サイドバンドを生成し、ミキサーを用いて搬送波とサイドバンドの周波数ビートから一次高調波を誤差信号として抽出し、1,572 nm分布帰還レーザーを二酸化炭素分子の6,361.25 cm^-1における超微細遷移線に対して周波数ロックした。波長分割多重法を用いて共振器の減衰時間とガス吸収時の減衰時間を同時に測定し、330 mmの光学共振器で4.82×10^-10 cm^-1のシステム検出限界を達成した。広い二酸化炭素濃度範囲で良好な線形応答を示し、線形相関係数は0.9999以上であった。長時間の観測結果は商用Picarro装置と高い一致を示し、偏差は1.0%未満であった。本システムは、一次高調波によるレーザー周波数ロックを分子の超微細遷移線に適用し、光共振器減衰分光システムでの迅速な微量ガス検出の実現可能性を実証した。

位相変調;一次高調波ロック;光共振器減衰分光;高速微量ガス検出