QST，サーモグラフィの温度計測精度を大幅に向上

量子科学技術研究開発機構（QST）は，ダイバータ（プラズマ中の不純物を排気し，プラズマの純度を維持するための装置）赤外サーモグラフィ装置の温度計測精度を大幅に向上させる温度計測手法を開発した（ニュースリリース）。

この計測装置は，核融合実験炉イーターの運転中に高熱負荷に晒されるダイバータの表面温度を計測するための装置。

運転中のイーターの装置健全性を監視するために200℃から3,600℃の広範囲にわたる温度を誤差10%の範囲内で連続計測することが求められるため，2色温度計測により，測定対象から放射される赤外線のうち特定の2つの波長帯の光の明るさの比（輝度比）に基づき温度計測を行なう。

一方，従来の2色温度計測は，対象温度が高温になるにつれて計測精度が悪化するため，3,600℃付近の高温領域で10%の温度計測精度を実現することが困難だった。

広い範囲で高い温度計測精度を実現するには，観測波長を2波長から3波長以上に増加し計測温度範囲ごとに異なる2波長を組み合わせるのが一般的だが，イーターの設計上コンパクトな設計が要求される上，1つの観測波長の追加につき高精度の赤外線カメラ1台追加する必要があるため，コストの問題もある。

そのため，研究グループはは温度計測精度向上のための別のアプローチとして，ダイバータの放射率の較正精度向上，その他計測ノイズの低減に向けた研究開発に努めてきたが，計測精度の抜本的な向上には至らなかった。

そこで，2色温度計測の原理を拡張し，2色温度計測の機器構成を変更することなく実質的に3波長を同時に計測する新たな温度計測手法（2重2波長法）を開発した。

従来の2色温度計測では，ダイバータから伝送した光を波長分配器（ダイクロイックミラー）で長波長成分の光と短波長成分の光に分岐した後，特定の波長の光のみを通すフィルタ（バンドパスフィルタ）2枚を使用し，2つの波長成分に分光することでそれぞれの波長成分の輝度比を用いて温度を算出する。

今回，2色温度計測の長波長側のバンドパスフィルタ（波長バンドλ1）はそのままに，短波長側のバンドパスフィルタのみを2つの波長の光を通すデュアルバンドパスフィルタに置き換え，3つ目の波長を導入した。

この手法では従来の2色温度計測のバンドパスフィルタ1枚を入れ替えるだけのシンプルな改良で，赤外線カメラの台数を追加することなく，2台の赤外線カメラで3波長の計測と同等の温度計測精度が得られ，従来の2色温度計測から期待される温度計測精度を55%以上から10%以下へと6倍近く向上させた。

研究グループは，コンパクトな設計で，広い温度計測レンジでの高精度計測への応用が期待される成果だとしている。