光強度の非線形応答に基づく光熱弾性分光の光強度補正方法を提案し、レーザー光強度の正確な補正を実現した。DFBレーザーを波長変調モードで動作させ、レーザー変調周波数を16,369.75 Hzに設定した。光ファイバー増幅器により出射光強度の非線形項の振幅を増強し、光ビームは多数反射池を経て石英音叉の根部に集光され光熱信号を励起した。デジタルロックインアンプを用いて対応する高調波信号を復調し、多項式フィッティングにより高調波信号の背景を補正し、濃度および光強度に対応する高調波信号を逆算した。実験結果は、光強度が22.03 mWから3.16 mWに変化した際、高調波信号背景振幅と光強度に良好な線形関係があり、線形相関係数は0.998を超え、正規化された高調波信号振幅の変動は0.37%未満であった。メタン測定に関して、本システムは広い濃度範囲で良好な線形応答を示し、高調波信号の信号対雑音比はシステムの検出限界が0.22×10⁻⁶に達することを示した。本研究は、光熱弾性分光の光強度補正に新たな手法を提供し、LITESシステムの長期測定応用における安定性を効果的に向上させることが可能である。

光熱弾性分光;高調波信号;非線形応答;多項式フィッティング;光強度補正