Title 光電格子分光器による夜光の観測 Author(s) 市川, 敏朗 Citation [岐阜大学教養部研究報告] vol.[6] p.[2]-[5] Issue Date 1970 Rights Version 岐阜大学教養部物理学教室 (Faculty of General Education, Gifu University) / 岐阜大学教養部物理学教室 (Faculty of General Education, Gifu University) URL http://repository.lib.gifu-u.ac.jp/handle/123456789/47421 ※この資料の著作権は、各資料の著者・学協会・出版社等に帰属します。 2 レ光電格子分光器によ る夜光の観測, 市 JI卜 敏 朗 ・ 大 地 λ 登 丿岐阜 大学教 養部物理学教室 ( 昭 和 45 年 10 月 31 日 受 理) Photoelectric G rating SPectrometer for O bserving Air910w T oshiro l cHI KAw A & N oboru O TI A bstract- A brief description ig given here of a photoelectric grilting spectrometer constructed for airglow studies. T he apparatus has 2.5 ×3.0cm replica grating, therm oelectric coolitlg system for the photom ultiplier and photocounting system . Preliminary m easurem ent on the airglow OI -5577, N al-5893 and OI -6300 11nes is presented. 序 1957年以来, 我 々は岐阜大学において , 主 と し て夜光の観測研究1) を つ yけ て きたが, 近年 人工光線の強度が強く な り, 又二方において空気の透明度も悪 く なって, 従来行なってきた よ うな測定方法で観測を行ない う る観測地点を見つけ る事は大変困難な事 とな っ て きた。 と こ ろ が, 一般の夜空の人工光線のスペ ク トル分布を し らべてみ る と , 水銀の輝線の散乱は 非常に強大であ るが, 連続スペ ク トル成分の単位波長当 りのエ ネルギーは, 夜光輝線5577A の 強度に比べ て , それほど強 く はない。 それゆえ , 波長分解能を上げた分光方式を用いて測定 し さ えすれば, 比較的都市光等人工光 線の多い地点で 乱 夜光輝線の強度測定は可能にな る と考え , 筆者等は新 しい夜光観測用の測 定器を製作 したので , そ の概略について報告す る。 測 定 器 近年外国では, 透過半値 巾が約 3 ~ 4 A の干渉 フ ィ ル タ ーの製作がで き る よ う にな り , それ を使用 し , 入射光 と ラ イル タ ーと の傾斜角を変化 させ, 分光掃引す る と い った , 測定方式 と し ては従来 の干渉 フ ィ ル タ ー方式に入 る方法に よ っ て , 夜光やオ ーI=・ ラの分光観測を お こな っ て い る例があ るl) と こ ろ が, 日本ではそ の よ う な 良い フ ィ ル タ ーが製作 さ れていないため, 入手す る事は非常 に 困難 で あ る。 I I - ・ そ こ で格子分光器に よ る分光方式が考え られ るが, 格子分光器に よ る方式で ぱ掃引波長域は 非常に大 き く とれ るが, 構造的に入射及び射出ス リ ッ トがあ るた めに , 受光面積が非常に小 さ く な り , 測定が困難 と な る点が問題 で あ る。 十 大型格子分光器 と光量子計数方式を 組み合せた ホ ト メ ータ ーに よ る 夜光の 観測について の 2 光電格子分光器に よる夜光の観測 3 Broadfoot ( 1968) 3) 等の発表に もみ られ る よ う に , 事実測定出来 る光量は非常に少ない。 故に, 格子分光方式を採用す るな らば, 検出器で あ るホ ト マデテ ィ プ ラ イ ヤーを , - 30° C以 下に冷却 し て4) 熱電子放射に よ る暗電子放 出を , 少 な く す る と共 に, 磁気 レ ン ズ5) を利用 し て光 電面 よ り の放射電子を , 光学的な モ ノ ク ロ メ ータ ーの射出ス リ ッ ト像の部分だけに限定 し て , かっ そ の出力を 光電子計数方式6) に よっ て測定す る形式を と るべき であろ う 。 このよ う な観点に も と づ いで , 我 々は第 1 図のブ ロッ ク ・ ダ イ ヤグ ラ ムに示 し た よ う な方式 ● 。 。 1M PUT Fig. 1 P吐 S O UT V OUT GND 2SA 5α7 2SC 4SX7 IS 2 13 2 SC 39 5 2 SC 3 95 2 SA 5 00 2SA j政) IS 75 85 2SC 400 PuLsE AM PL旧 a DISCRIMIN A TO R Fig. 3 2 o N E- sHo r 以 TEMETER 4 市 川 敏 朗 ・大 地 登 のホ ト メ ータ ーを組み立てた 。 こ Xで , ホ ト マルの冷却装置は, 電子冷凍方式を 2 段組み合わ せに した ので , 夏季で も- 30° C 以下の温度に保つ事が出来た 。 そ の結果, 暗電子流は, 非常 に少な く な り , 浜松テ レ ビのホ ト マル R- 376 ( S- 20) を , 1000V の作動電圧で , 計数器のデ ィ ス ク リ ミネータ ーを , 夜光 OI- 5577の輝線強度に相当す る光電流で, S/N 比を最高にえ ら んだ と き , 約 1 カ ウン ト/秒程度にな った。 又 , 計数 の不感時間を変化で き る よ う に し , それを適当に選ぶ事に よっ て , 測定光子の時間 計数比の少ない と き , 暗電子のア ーフ タ ーパルス効果7) に よ る計数を軽減す る事が出来 る様に した 。 電気回路 のダイ ヤグ ラ ムを 第 2 図に示 し た 。 測定結果及び考察 第 3 図に岐阜市長良岐阜大学構 内で本測定器に よっ て観測 した記録の一部を示 した 。 か ぎ られた予算で組み立てた結果ではあ ったが, 浜 松テ レ ビのホ ト マルテ ィ プ ラ イ ヤーも非 常に良好で , 又磁気 レ ン ズ も大変効果的であ っ たた め, 格子分光器が格子及び格子常数共に小 さ く ( Broadfoot の場合の1/10乃至 1/20) , 分光器は第一線の水準の物ではなか ったが, 一応 初期の 目的には, ほぼかな う測定器が作 り得た と考え られ る。 しか し夜光輝線 OI- 6300 の観測のためには, ホ ト マルテ ィ プ ラ イ ヤーの赤色での量子効率 を 一層上げ る必要があ る。そ のた めに, 例えば, Hirschfeld,8) Burroughs,9) Gunter et apo )等 に よっ て発表 されてい るホ ト マルテ ィ プ ラ イ ヤーの光電窓内で入射光を 多重反射 させ る と い っ た方法を採用すれば, 非常に有効であ る と思われ, 我 々の研究室で も現在実行方計画中であ る。 Fig. 4 3 光電格子分光器に よる夜光の観測 5 ただ し , こ の方式を用いた場合には, 磁気 レ ンズが使用出来な いので , こ の点は問題で あろ う。 文 献 7 H 大地, 市 川 : 岐阜大学学芸研究報告, 2, 27 ( 1957) c n E ather, R . H . and Reasoner, D . L ・, ( 1969,) A ppl, 0 pt. 8, 227・ 9 B roadfoot, A . L . and K enda11, K . R . , ( 1968) , J. Geophys. Res. 73, 426・ 4) Broadfoot, A . L ., ( 1966) , A ppL Opt. 5, 1259・ 5) F rom mh(jld, L . and F eibelman, w . A 。 1967, J. Sci. lnstrum . 44, 182. 6) T uII , R . G ・, ( 1968) , A ppl. 0 pt. 7, 2023・ 7) Foord, R・, Jones, R., 0 11ver, CoJ. and Pike,E.R・, ( 1969) , Appl. 0 pt.8, 1叩5・ 8) Hirschfeld, T・, ( 1968) , Appl. 0 pt. 7, 443・ 9) Burroughs, E . G ・, ( 1968) , A ppl. 0 pt. 7, 2429・ 10) Gunter, Jr., W . D., Grant, G. R. and Shaw, S. A ., ( 1970) , A ppl. 0 pt. 9, 251. 5
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