エバネッセント波レーザー誘起蛍光法による大気圧プラズマと相互作用する石英表面近傍におけるOH ラジカルの検出

摘要

大気圧プラズマでは，従来の低ガス圧プラズマと比べて，粒子の平均自由行程が数桁短い。反応性プラズマで生成された中性ラジカルと固体等の凝縮相表面との相互作用を考えるとき，表面でのラジカルの損失係数がゼロでないと，ラジカル密度は表面に向かって低下する分布を持つが，大気圧プラズマではラジカル密度が低下する空間領域が10 μm より短くなる。そのため，表面から1 mm などのマクロな距離にあるプラズマバルク部のラジカル密度を測定しても，それは表面直近領域のラジカル密度を反映しない。エバネッセント波は，レーザー光などが屈折率の高い媒質から低い媒質に向かって伝搬し，界面で全反射するとき，波長のオーダー(数100 nm)の厚さで低屈折率側の媒質に染み出す現象であり，これによって生じるレーザー誘起蛍光を受信することができれば，表面直近領域におけるラジカル密度を測定することができる。本研究では，大気圧プラズマと相互作用する石英表面直近領域のOH をエバネッセント波レーザー誘起蛍光法で検出する実験を行い，この測定法における雑音源や得られるS/N 比を評価することを目的とした。