はじめに：
現代世界の工業化は、環境大気汚染の主な原因となっています。そのため、産業公害とそのさまざまな構成要素の研究は、重要な主要分野になっています。たとえば、中国では、環境保護省が二酸化硫黄（SO2）および窒素酸化物（NOx）の大気レベルの監視を規定しています。これらは、工業地帯の近くで見られる一般的な危険な排出物です。これらのガスは重要であると考えられており、特にSO2は呼吸器および眼の刺激を引き起こすことが知られています。SO2は酸性雨の主な原因でもあり、動物や植物に害を与えるとともに土壌劣化を引き起こし、水路を汚染する可能性もあります。
DIAL (Differential Absorption LIDAR)：
中国南京先端レーザー技術研究所は、南京にある南京情報科学技術大学と共同で、大気汚染を検出するための最新のアクティブなリモートセンシング技術を開発しています。汚染ガスの検出に特に役立つ機器の1つは、差分吸収LIDARです（DIAL、Figure 1を参照）。DIALの原理は、2つの異なるレーザー波長（一般にオンライン波長とオフライン波長と呼ばれる）が選択され、一方の波長は対象のガス分子に吸収され、もう一方の波長は吸収されません。2つの戻りレーザー信号の強度のその後の差を測定することにより、調査中の分子の濃度を決定することができます。DIAL LIDARのブロック図をFigure 2に示します。
MIDIAL：
研究チームは、中赤外線吸収（MIDIAL）を使用するDIALシステムの開発に集中することを選択しました。中赤外線は大気透過ウィンドウであるため、有機分子や無機分子を含むガスの多くの吸収ピークに最適です。さらに、その吸収効率は紫外線の吸収効率よりも2～3桁高く、測定の精度と範囲が改善されます。MI-DIALシステムの重要な要素は、帯域幅5 MHzのVIGO-PVI-4TE検出器と、40 MS/sで16ビット分解能の検出器からの信号をサンプリングするSpectrum社M2i.4960-exp PCIeデジタイザーカード (A/Dボード) です。レーザー自体は、500 Hzのパルス繰り返しレートで20 nsの幅のパルスを出力します。
データ分析：
その後、デジタイザ (A/Dボード) によって収集されたデータはPCに転送され、そこで分析できます。使用されるプロセスは、高分解能透過分子吸収データベース（HITRAN）で利用可能なラインパラメーターデータを必要とするラインごとの方法です。このデータベースは、ほとんどの気体分子のスペクトル線の位置と強度、圧力ドリフト係数、低エネルギー状態回転量子数、温度依存係数、空気広がり半値幅、および自己広がり半値幅を記録します。Figure 3は、3つの汚染ガスとそのバックグラウンドガスのライン強度データを示しています。
ホワイトペーパー：
Optik-International Journal for Light and Electron Optics・2017年9月に公開された完全なホワイトペーパー「汚染ガスのスペクトル特性と中赤外微分吸収ライダーによるその検出」は、こちらから入手できます。
https://www.researchgate.net/profile/Lingbing_Bu3/publication/319495291_Spectral_Characteristics_of_Polluted_Gases_and_Their_Detection_by_Midinfrared_Differential_Absorption_Lidar/links/59b529f80f7e9b374354fa18/Spectral-Characteristics-of-Polluted-Gases-and-Their-Detection-by-Mid-infraredDifferential-Absorption-Lidar.pdf
————————————————————————-
原文ドキュメント：Spectrum Instrumentation社
cs_dial_-_differential_absorption_lidar_0.pdf
DIAL – Differential Absorption LIDAR
関連製品
M2p.5933-x4：40MHz A/D ボード (PCIe)
Spectrum Instrumentation社について
Spectrum社は、Spectrum Systementwicklung Microelectronic GmbHとして1989年に設立され、2017年にSpectrum Instrumentation GmbHに改名されました。最も一般的な業界標準（PCIe、LXI、PXIe）で500を超えるデジタイザおよびジェネレータ製品を作成するモジュール設計のパイオニアです。これら高性能のPCベースのテスト&メジャーメントデザインは、電子信号の取得・生成および解析に使用されます。同社はドイツのGrosshansdorfに本社を置き、幅広い販売ネットワークを通じて世界中に製品を販売し、設計エンジニアによる優れたサポートを提供しています。 Spectrum社の詳細については、www.spectrum-instrumentation.comを参照してください。