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レーザ光を利用した大気等のリモートセンシング「LIDAR技術」


	LIDARとは？

LIDAR（ライダー：LIght Detection And Ranging）とは電波の代わりにレーザ光を用いたレーダーです。パルス状のレーザ光を大気中に発射し、大気・雲・エアロゾルからの反射光を測定することで、大気中に含まれる微量成分や水蒸気、風向･風速、温度、エアロゾル密度などの分布を測定することが出来る技術です。

LIDARはゾンデを上げたり航空機を飛ばすことなく、コンパクトな装置で地上にいながらにして上空のリモートセンシングを実現にする、ほとんど唯一の手段といえます。通常の化学分析のような試料収集の手間がなく、直接採取することが困難なものの測定も行えます。「LIDARの概念図」(右図)のように斜め上空に向けてレーザを照射し、方向を走査することにより同じ地点から複数の地点の観測が可能で、小型のLIDARであれば実際に移動してさまざまな対象の観測を行うことも可能です。

分析に要する時間がほとんどかからずほぼリアルタイムでの測定が行え、また連続計測が可能なため、計測データをもとにグラフやマップを簡単に作成することが出来ます。

LIDARの概念図


	LIDARに使われている浜松ホトニクスの技術

LIDARで使われるレーザには、浜松ホトニクスが培ってきたレーザの技術が活かされています。また、大気中の物質に反射して戻ってくるレーザ光は非常に弱いものですが、これを検出する光センサにも、浜松ホトニクスの光電子増倍管が使われています。

エアロゾル計測用LIDARの外観


	ホトニクスの目指すLIDAR

測定原理とその性質によりさまざまな種類のLIDARがありますが、浜松ホトニクスでは特に、低層大気のエアロゾル測定などに用いられる「ミー散乱LIDAR」の開発に注力しています。

主なLIDARの方式

LIDARの種類	測定原理	用途
ミー散乱LIDAR	エアロゾルなどによるレーザ光のミー散乱を測定	低層大気のエアロゾル測定
レイリー散乱LIDAR	大気分子などによるレーザ光のレイリー散乱を測定	中層大気の大気分子の密度・温度測定
ラマン散乱LIDAR	大気分子のレーザ光の非弾性散乱を測定	大気中の水蒸気、発生源からの高濃度汚染気体の測定
蛍光散乱LIDAR	励起された気体分子からの蛍光測定	中層大気分子の同定・密度測定
差分吸収LIDAR	レーザ光の大気分子による吸収を測定	大気分子の同定・密度測定
ドップラーLIDAR	ミー散乱光のドップラー効果による波長シフトを測定	風向・風速測定

従来のLIDARは、継続的な運用のためには、こまめな調整や温度調節装置などが必要であったり、光軸調整やフラッシュランプ交換が必要になるため、頻繁なメンテナンスが必要でした。

浜松ホトニクスでは、LIDARの性能の向上はもちろん、従来のLIDARの弱点として指摘されていた点を改善し、最小限のメンテナンスで継続運用可能なLIDARの開発に取り組んでいます。運搬しやすく、専門家でなくても取り扱いが易しいLIDARが実現すれば、例えば自治体レベルでの天候･環境観測などへの利用が一層広まる可能性があります。