(57)【要約】【課題】  高感度及び高精度、且つ、低コスト及び利便性に優れた、アイソトポマー存在比測定用レーザー分光装置を提供する。【解決手段】アイソトポマー存在比測定用レーザー分光装置において、回転量子数Ｊが同一の基底準位から振動量子数ｖが１だけ異なる励起準位への光学遷移の吸収線であり、かつ、存在比率が小さいアイソトポマー分子の光学遷移確率は大きく、存在比率が大きいアイソトポマー分子の光学遷移確率は小さい吸収線に相当する中赤外波長のレーザー光源を用いる。振動量子数ｖが１だけ異なる励起準位への光学遷移であるから感度が高く、回転量子数Ｊが同一の基底準位からの光学遷移であるから温度安定性が高い。また、ダイナミックレンジの大きな光検出器を必要としない。【選択図】  図２
2005283164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定大気中の被測定アイソトポマー分子毎の吸収線に相当した波長のレーザー光源と、これらのレーザー光を照射する被測定大気を導入する吸収セルと、この吸収セルを透過した上記レーザー光の強度を測定する光検出器と、この光検出器の出力を記録する記録装置とを有し、上記レーザー光の上記吸収セル中の大気による吸収強度比から上記被測定アイソトポマーの存在比を求めるレーザー分光装置において、
上記被測定アイソトポマー分子毎の吸収線に相当した波長のレーザー光源は、回転量子数Ｊが同一の基底準位から振動量子数ｖが１だけ異なる励起準位への光学遷移の吸収線に相当した中赤外波長のレーザー光源であることを特徴とする、アイソトポマー存在比測定用レーザー分光装置。
【請求項２】
回転量子数Ｊが同一の基底準位から振動量子数ｖが１だけ異なる励起準位への光学遷移の吸収線に相当し、かつ、存在比率が小さいアイソトポマー分子の光学遷移確率は大きく、存在比率が大きいアイソトポマー分子の光学遷移確率は小さい吸収線に相当した中赤外波長のレーザー光源を用いることを特徴とする、請求項１に記載のアイソトポマー存在比測定用レーザー分光装置。
【請求項３】
前記中赤外波長のレーザー光源は、２９４７．４２４６ｃｍ-1と２９４７．６９７０ｃｍ-1の中赤外光レーザー光源であり、メタンのアイソトポマー12ＣＨ4 と13ＣＨ4 の存在比率を測定することを特徴とする、請求項２に記載のアイソトポマー存在比測定用レーザー分光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中赤外領域の吸収線を利用した、アイソトポマー存在比測定用レーザー分光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化現象を正確に理解するためには、温暖化気体の放出過程を正確に把握する必要がある。例えば、温暖化気体としてメタン（ＣＨ4 ）が注目されているが、メタンの生成過程は現状では良く解明されておらず、メタンの発生を抑制する有効な手段が見いだせていない。
メタンの構成元素である炭素（Ｃ）には、質量数が１異なる同位体炭素12Ｃと13Ｃが存在し、12Ｃと13Ｃの存在比、即ち炭素の同位体比は、炭素供給源によって特徴的な値を有している。例えば、化石燃料を構成する炭素の同位体比と、生物を構成する炭素の同位体比は異なるので、12ＣＨ4 と13ＣＨ4 の存在比、すなわち、メタンのアイソトポマーの存在比を測定することによって、採取したメタンの発生源が化石燃料に由来するものか、生物に由来するものかが判定できる。
【０００３】
アイソトポマーの存在比の測定には、従来、質量分析計が使われてきた。質量分析計は検出感度に優れ、また、質量数の異なる分子を同じ装置で測定することができるという汎用性を有している。しかしながら、例えば、13Ｃ16Ｏと12Ｃ17Ｏのように分子の質量数が同じであるアイソトポマーの分析は困難である。また、分子の質量数が同じである、14Ｎ15ＮＯと15Ｎ14ＮＯの同位体比は、これらの分子をＮＯに分解し、ＮＯアイソトポマーの同位体比として求めることが可能であるが、これらの分子をＮＯに分解する際に同位体比が変化してしまうという課題がある。
【０００４】
一方、アイソトポマーの存在比の測定には従来、レーザー分光装置も用いられてきた。一般に、大気中に存在するメタン等のガスは微量であり、さらにアイソトポマーの存在比は極端に偏っており、アイソトポマーの種類によってはｐｐｂ（１０億分の１）オーダーの存在比である。これらの微量分子の検出は、強力な単色レーザー光源によって可能になる。また、レーザー分光装置は質量分析装置に較べて小型軽量であるため、持ち運び及び取り扱いが容易であり、場所と時を選ばずに測定することが求められる地球環境保全技術分野等においては、なくてはならない装置である。
【０００５】
従来のアイソトポマーの存在比を測定するレーザー分光装置は、アイソトポマー分子に特有な近赤外光の吸収を利用するものであり、存在比を測定しようとするアイソトポマー分子に特有な吸収線に相当した近赤外レーザー光源をそれぞれ用意し、それぞれのレーザー光の吸収率を測定するものである。また、上記のように存在比の極端に異なるアイソトポマーの存在比を測定するために、ダイナミックレンジの極めて大きな光強度測定器を必要とし、高コストであると共に、複雑な保守、調整を必要とし、利便性も悪かった。ダイナミックレンジの課題は、アイソトポマー分子毎に被測定大気中の光路長を可変できる装置（特許文献１）や、存在比の大きなアイソトポマーについては、吸収率の小さな近赤外光の吸収線を用い、存在比の小さいアイソトポマーについては、吸収率の大きな近赤外光の吸収線を用いる装置（特許文献２）で解決されてきた。
【特許文献１】特開２０００−２７５１７３
【特許文献２】特開２００２−７１５５７
【非特許文献１】ＨＩＴＲＡＮ  ＤＡＴＡ  ＢＡＳＥ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のアイソトポマーの存在比を測定するレーザー分光装置は、上記のように種々の改良がなされているが、尚且つ、感度が低い、また、測定時の大気の温度によって測定値が変動するため精度が悪い等の課題がある。感度を上げるためには、高性能の増幅器を用いる必要があるが装置コストが極めて高くなる。また、測定時の大気の温度による変動を解決するためには測定大気を一定温度に保つ付帯機器を設ければよいが、装置コストが高くなると共に、利便性が悪くなる。
従って、従来のアイソトポマーの存在比を測定するレーザー分光装置は、測定感度や精度が低いか、または測定感度や精度が高いが装置が高コストであり、利便性が低いと言う課題がある。
【０００７】
上記課題に鑑み本発明は、高感度及び高精度、且つ、低コスト及び利便性に優れた、アイソトポマー存在比測定用レーザー分光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明のアイソトポマー存在比測定用レーザー分光装置は、被測定大気中の被測定アイソトポマー分子毎の吸収線に相当した波長のレーザー光源と、これらのレーザー光を照射する被測定大気を導入する吸収セルと、この吸収セルを透過する上記レーザー光の強度を測定する光検出器と、この光検出器の出力を記録する記録装置とを有し、上記レーザー光の上記吸収セルの大気による吸収強度比から上記被測定アイソトポマーの存在比を求めるレーザー分光装置において、上記被測定アイソトポマー分子毎の吸収線に相当した波長のレーザー光源は、回転量子数Ｊが同一の基底準位から振動量子数ｖが１だけ異なる励起準位への光学遷移の吸収線に相当した中赤外波長のレーザー光源であることを特徴とする。
【０００９】
本発明で使用するアイソトポマーの吸収線は、振動量子数ｖが１だけ異なる励起準位への光学遷移に相当する吸収線であり、この吸収線は中赤外光領域にある。一方、従来の装置で使用する吸収線は、振動量子数ｖの変化が１より大きな励起準位への光学遷移に相当する吸収線であり、この吸収線は近赤外光領域にある。
振動量子数ｖが１だけ異なる励起準位への光学遷移確率は、振動量子数ｖの変化が１より大きな励起準位への光学遷移確率に較べて、極めて大きいので、振動量子数ｖが１だけ異なる励起準位への光学遷移に相当する吸収線の吸収強度は、振動量子数ｖの変化が１より大きな励起準位への光学遷移に相当する吸収線の吸収強度に較べて極めて大きい。このため、中赤外領域の吸収線の吸収強度を利用する本発明のアイソトポマー存在比測定用レーザー分光装置は、近赤外領域の吸収線の吸収強度を利用する従来のアイソトポマー存在比測定用レーザー分光装置に較べて極めて高感度である。
【００１０】
また、本発明で使用するアイソトポマー毎の吸収線の基底準位は、回転量子数Ｊが同一の基底準位である。基底準位の回転量子数が同一であれば、異なるアイソトポマー分子のそれらの準位の熱平衡状態での占有確率はほとんど差がないので、吸収強度の測定から求めたそれらの分子の存在比は、温度によらずに、それらの分子の存在比率を直接反映したものとなる。
一方、従来の近赤外光領域の吸収線を利用した装置では、一般に基底準位の回転量子数が異なるので、異なるアイソトポマー分子のそれらの準位の熱平衡状態での占有確率が温度によって変化することから、吸収強度の測定から求めたそれらの分子の存在比は、測定時の大気の温度によって補正するか、或いは、測定大気を特定の温度に維持しなければならない。このため、回転量子数Ｊが同一の基底準位に基づく吸収線の吸収強度を利用する本発明のアイソトポマー存在比測定用レーザー分光装置は、回転量子数Ｊが異なる基底準位に基づく吸収線の吸収強度を利用する従来のアイソトポマー存在比測定用レーザー分光装置に較べて極めて温度安定性が高く、高精度である。
【００１１】
さらにまた、中赤外領域においては、近赤外領域におけるよりも吸収線が少ないので、利用する吸収線が、他の吸収線と重なることが少なく、中赤外領域の吸収線を利用した本装置は、近赤外領域の吸収線を利用した従来の装置に較べて高精度である。
【００１２】
また、本発明のアイソトポマー存在比測定用レーザー分光装置は、回転量子数Ｊが同一の基底準位から振動量子数ｖが１だけ異なる励起準位への光学遷移の吸収線に相当し、かつ、存在比率が小さいアイソトポマー分子の光学遷移確率は大きく、存在比率が大きいアイソトポマー分子の光学遷移確率は小さい吸収線に相当した中赤外波長のレーザー光源を用いることを特徴とする。
この構成によれば、上記に説明した効果に加え、存在比率が小さいアイソトポマー分子の吸収強度は相対的に大きくなり、存在比率が大きいアイソトポマー分子の吸収強度は相対的に小さくなるので、存在比率が大幅に異なるために必要であった、ダイナミックレンジの大きな光検出器は必要がない。従ってアイソトポマー存在比測定用レーザー分光装置のコストを大幅に低くすることができる。
【００１３】
また、本発明のアイソトポマー存在比測定用レーザー分光装置は、２９４７．４２４６ｃｍ-1と２９４７．６９７０ｃｍ-1の中赤外光レーザー光源を備え、メタンのアイソトポマー12ＣＨ4 と13ＣＨ4 の存在比率を測定することを特徴とする。
この構成によれば、メタンのアイソトポマーの、回転量子数Ｊが同一の基底準位から振動量子数ｖが１だけ異なる励起準位への光学遷移の吸収線の吸収強度を測定するので、メタンのアイソトポマーの存在比を、感度良く、また、温度による測定値の変動がなく高精度に測定できる。さらには、存在比率が小さい13ＣＨ4 アイソトポマーの吸収強度は大きく、存在比率が大きい12ＣＨ4 アイソトポマー分子の吸収強度は小さいので、ダイナミックレンジの大きい光検出器が必要でなく、装置コストを下げることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のアイソトポマー存在比測定用レーザー分光装置によれば、回転量子数Ｊが同一の基底準位から振動量子数ｖが１だけ異なる励起準位への光学遷移に相当した中赤外領域の吸収線の吸収強度を利用するので、なんら付帯機器を追加すること無しに、従来の装置に較べて飛躍的に測定感度及び精度を高めることができると共に、装置のコストを下げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明のアイソトポマー存在比測定用レーザー分光装置のうち、メタンのアイソトポマー分子である、12ＣＨ4 と13ＣＨ4 の存在比を測定する装置の構成を示すブロック図であり、この装置を例に、本発明のアイソトポマー存在比測定用レーザー分光装置を説明する。
図において、本発明のアイソトポマー存在比測定用レーザー分光装置１は、スペクトル線幅１０ＭＨｚ以下の１５５０ｎｍの近赤外光を発生する外部共振器型半導体レーザー２と、外部共振器型半導体レーザー２の光周波数を掃引する光周波数掃引装置３と、外部共振器型半導体レーザー２の出力光４を増幅するファイバー増幅器５と、スペクトル線幅１０ＭＨｚ以下、出力１００ｍＷ、波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザー６と、ファイバー増幅器５の出力光７とＹＡＧレーザー６の出力光８とを合波してＰＰＬＮ（Ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙ  Ｐｏｌｌｅｄ  Ｌｉｔｈｉｕｍ  ｎｉｏｂａｔｅ）９に導くミラー１０及びダイクロイックミラー１１と、出力光７と出力光８とから非線形光学効果に基づき差周波数の中赤外光１２を発生するＰＰＬＮ９と、中赤外光１２を吸収セル１３に導くミラー１４と、被測定大気を導入し中赤外光１２を透過させる吸収セル１３と、吸収セル１３を透過する中赤外光１４の強度を測定する赤外検出器１５と、赤外検出器１５の出力信号１６を記録するスペクトル記録装置１７とからなる。なお、スペクトル記録装置１７には、光周波数掃引装置３の掃引周波数信号１８も入力するようにされており、透過光強度と周波数との関係を記録することができる。なお、この図では光源として２つのレーザー光源を使用した例を示しているが、中赤外領域の発光波長を可変できる、可変波長半導体レーザーを使用しても良い。
【００１６】
次に、この装置の動作を説明する。
図２は、メタンアイソトポマー存在比を測定するための本装置で利用する吸収線を示す図である。これらの吸収線は、12ＣＨ4 と13ＣＨ4 の吸収線のうち、回転量子数Ｊが同一の基底準位から励起準位への光学遷移に相当する吸収線であり、かつ、存在比率が大きい12ＣＨ4 分子の光学遷移確率は小さく、存在比率が小さい13ＣＨ4 分子の光学遷移確率は大きい吸収線である（非特許文献１参照）。
図２から、波数２９４７．４２４６ｃｍ-1の12ＣＨ4 の中赤外光吸収線は、振動バンドν2 ＋ν4 に属する吸収線であることから、振動量子数ｖが２だけ異なる励起準位への光学遷移に相当した吸収線であることがわかる。また、この吸収線の吸収強度は、12ＣＨ4 の振動量子数ｖが１だけ異なる励起準位への光学遷移に比べて小さい。
また、波数２９４７．６９７０ｃｍ-1の13ＣＨ4 の中赤外光吸収線は、振動バンドν3 に属する吸収線であることから、振動量子数ｖが１だけ異なる励起準位への光学遷移に相当した吸収線であることがわかる。また、13ＣＨ4 の振動量子数ｖが１だけ異なる励起準位への光学遷移に相当した吸収線のうちでも、この吸収係数は大きい部類に属する。
さらに、波数２９４７．４２４６ｃｍ-1の吸収線と波数２９４７．６９７０ｃｍ-1の吸収線は、共に基底準位の回転量子数が６であり、回転量子数Ｊが同一の基底準位からの光学遷移に相当した吸収線であることがわかる。
【００１７】
図１の装置を使用してメタンアイソトポマーの存在比率を測定するには、以下の手順で行う。
初めに12ＣＨ4 分子の濃度を求める場合を説明する。外部共振器型半導体レーザー２の出力光４を、光周波数掃引装置３を用いて、ＹＡＧレーザー６の出力光８との波数差が２９４７．４２４６ｃｍ-1になるように周波数を調整する。これによってＰＰＬＮ９の非線形光学効果により、出力光７と出力光８の差周波数に相当する、波数２９４７．４２４６ｃｍ-1の中赤外光１２が発生する。吸収セル１３が真空の状態で中赤外光１２の透過光強度を赤外検出器１５で測定し、次に、吸収セル１３に被測定大気を導入した状態で透過光強度を測定する。真空の状態と被測定大気を導入した状態との吸収強度比から、図２に示した吸収係数に基づいて、被測定大気中に存在する12ＣＨ4 分子の濃度を求める。
次に、上記の方法において、波数差が２９４７．６９７０ｃｍ-1になるように周波数を調整する以外は同等の方法で、13ＣＨ4 分子の濃度を求める。
このようにして求めた、12ＣＨ4 分子と13ＣＨ4 分子の濃度比から存在比率を求めることができる。
【００１８】
次に、本発明の装置の作用、効果について説明する。
分子を原子とそれを結ぶバネで構成したモデルはよい近似である。このモデルによると、分子の振動準位は振動量子数をｖとして、次式（１）で表される。
【数１】
2005283164.tif 000003
ここで、ｈはプランクの常数であり、νはバネ振動の固有振動数である。電磁波を分子に照射すると、電磁波の光子１個のエネルギーが分子のエネルギー準位差に合致すると共鳴吸収が起きる。しかし、振動量子数ｖが変わる遷移、すなわち、振動遷移は、振動量子数ｖが１だけ変化する遷移（Δｖ＝±１）だけが許される。すなわち、電磁波の周波数とバネ振動の固有振動数が一致したときだけ共鳴吸収がおきる。このバネ振動数に相当するのが中赤外領域の電磁波である。このため、分子の振動吸収線は中赤外領域で観測され、例えばメタンのＣ−Ｈ結合の伸縮振動は波長３．３μｍの中赤外光領域にある。
【００１９】
バネが伸びるとバネ定数が少し変化する効果まで考慮すると、Δｖ≠±１の遷移も許容されるようになる。すると、電磁波の周波数がバネ振動の固有振動の整数倍の時も共鳴吸収が起きる。例えば、メタンのＣ−Ｈ結合の伸縮振動のΔｖ＝±２の遷移は波長１．６６μｍ付近の近赤外光で観測される。しかし、これは高次の効果によって漸く誘起される遷移なので、中赤外領域のΔｖ＝±１の遷移よりもはるかに弱くなる。メタンの例ではΔｖ＝±１の遷移とΔｖ＝±２の遷移とでは吸収強度が１８０倍以上異なる。
【００２０】
本発明の装置はΔｖ＝±１の遷移に相当する中赤外領域の吸収線を利用したものであり、従来の装置はΔｖ＝±２の遷移に相当する近赤外領域の吸収線を利用したものであるから、本発明の装置は従来の装置に較べてはるかに感度が高い。
【００２１】
次に、基底準位の回転量子数が同一であれば、温度依存性が少ないことをメタンの場合を例に説明する。
分子の振動回転準位間の遷移は下準位にある分子数に比例する。回転量子数Ｊをもつ下準位に存在する熱平衡状態の分子数ＮJ (T) は、次式（２）で表される。
【数２】
2005283164.tif 000004
ここで、Ｎは全分子数、ｇJ は統計的重率、Ｂは分子の種類に依存する回転定数、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度である。
Ｚ（Ｔ）は分配関数であり、次式（３）で与えられる。
【数３】
2005283164.tif 000005
従って、光学遷移に基づく同位体吸収強度比は、次式（４）で表される。
【数４】
2005283164.tif 000006
ここで、Ｉは吸収強度を表し、ダッシュはその同位体を表す。もしＪ≠Ｊ’であると、この比は温度Ｔに強く依存する。例えば、Ｊ＝６，Ｊ’＝７であり、温度が２８５Ｋから２９５Ｋまで変化した場合を想定すると、式（４）の同位体吸収強度比は、０．１６％変化し、これはそのまま同位体比の誤差となる。一方、Ｊ＝Ｊ’＝６の場合のこの変化は、１．３×１０-5％にすぎない。
すなわち、回転量子数Ｊが同一の基底準位に基づく吸収線の吸収強度を利用する本発明のアイソトポマー存在比測定用レーザー分光装置は、回転量子数Ｊが異なる基底準位に基づく吸収線の吸収強度を利用する従来のアイソトポマー存在比測定用レーザー分光装置に較べて極めて温度安定性が高く、高精度である。
【００２２】
次に、中赤外領域においては、近赤外領域におけるよりも吸収線数が少ないことを説明する。メタン分子の場合を例に取り説明する。
メタンには固有振動モードが４つあり、ν1 モード、ν2 モード、ν3 モード、ν4 モードと呼ばれている。その固有エネルギーは各固有モードの振動量子数で決まり、次式（５）で表される。
【数５】
2005283164.tif 000007
各固有振動数を、共鳴する電磁波の波数で表すと、ｃを光速として、ν1 ／ｃ＝２９１０ｃｍ-1、ν2 ／ｃ＝１５３０ｃｍ-1、ν3 ／ｃ＝３０２０ｃｍ-1、ν4 ／ｃ＝１３１０ｃｍ-1となる。従って、波数ν／ｃ＝１５００ｃｍ-1程度の中赤外光をメタンに照射した場合には、式（５）から、振動基底状態（ｖ1 ＝０、ｖ2 ＝０、ｖ3 ＝０、ｖ4 ＝０）から、（ｖ1 ＝０、ｖ2 ＝１、ｖ3 ＝０、ｖ4 ＝０）状態、あるいは（ｖ1 ＝０、ｖ2 ＝０、ｖ3 ＝０、ｖ4 ＝１）状態への遷移に伴う吸収線が現れることがわかる。
【００２３】
一方、波数ν／ｃ＝６０００ｃｍ-1程度の近赤外光をメタンに照射した場合には、式（５）から、振動基底状態（ｖ1 ＝０、ｖ2 ＝０、ｖ3 ＝０、ｖ4 ＝０）から、次式（６）に示す極めて多くの状態への遷移が可能であることがわかり、極めて多くの吸収線が存在することがわかる。
【数６】
2005283164.tif 000008
【００２４】
さらに、上記の各固有振動モードは、回転量子数Ｊによって区別される複数の状態から成っており、これらの準位のそれぞれから光学遷移が可能であるため、近赤外領域においては、互いに重ならない12ＣＨ4 と13ＣＨ4 の吸収線を見つけることは、極めて困難である。なお、固有振動モードが同一で回転量子数Ｊが異なる光学遷移は、一括してバンドと呼ばれており、例えば固有振動モードν1 からの光学遷移はν1 バンドと呼ばれている。すなわち、中赤外領域においては、近赤外領域におけるよりも吸収線数が少ないので、完全に分離した吸収線を利用することができ、中赤外領域の吸収線を利用した本装置は、近赤外領域の吸収線を利用した従来の装置に較べて、高精度である。
【実施例】
【００２５】
次に、図１に示した構成の本発明のアイソトポマー存在比測定用レーザー分光装置により、図２に示した吸収線を利用して測定した、メタンアイソトポマー分子、12ＣＨ4 と13ＣＨ4 の吸収スペクトルを示す。
図３は本発明のアイソトポマー存在比測定用レーザー分光装置によって測定した、12ＣＨ4 と13ＣＨ4 の吸収スペクトルを示す図である。図において縦軸は透過光強度を示し、横軸は、用いた中赤外レーザー光の波長を示す。
図からわかるように、12ＣＨ4 と13ＣＨ4 の吸収スペクトルが高精度に測定されており、これらの強度比から高精度にアイソトポマー存在比を求められることがわかる。また、吸収強度比は、約１：０．８であり、ダイナミックレンジの大きな光検出器を用いなくても良いことがわかる。
【００２６】
上記説明では、メタンのアイソトポマーの存在比を測定するレーザー分光装置を例に説明したが、上に説明した測定原理によれば、ＣＯ2 やＮ2 Ｏと言った全ての分子に適用可能なことは明かである。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明のアイソトポマー存在比測定用レーザー分光装置は、高感度、高精度、且つ、低コスト、利便性に優れるので、地球環境保全技術分野において利用すれば、極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のアイソトポマー存在比測定用レーザー分光装置のうち、メタンのアイソトポマー分子である、12ＣＨ4 と13ＣＨ4 の存在比を測定する装置の構成を示すブロック図である。
【図２】メタンのアイソトポマー分子である、12ＣＨ4 と13ＣＨ4 の吸収線のうち、回転量子数Ｊが同一の基底準位から振動量子数ｖが１だけ異なる励起準位への光学遷移の吸収線に相当し、かつ、存在比率が大きい12ＣＨ4 分子の光学遷移確率は小さく、存在比率が小さい13ＣＨ4 分子の光学遷移確率は大きい吸収線の例を示す図である。
【図３】本発明のアイソトポマー存在比測定用レーザー分光装置によって測定した、12ＣＨ4 と13ＣＨ4 の吸収スペクトルを示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  アイソトポマー存在比測定用レーザー分光装置
２  外部共振器型半導体レーザー
３  光周波数掃引装置
４  出力光
５  ファイバー増幅器
６  ＹＡＧレーザー
７  出力光
８  出力光
９  ＰＰＬＮ（Periodically Polled Lithium niobate ）
１０  ミラー
１１  ダイクロイックミラー
１２  中赤外光
１３  吸収セル
１４  中赤外光
１５  赤外検出器
１６  出力信号
１７  スペクトル記録装置
１８  出力信号
【図１】
2005283164.tif 000009
【図２】
2005283164.tif 000010
【図３】
2005283164.tif 000011