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Plastic Optical Fiber Combustible Gas Sensor with Multi-Layer Cladding Using Electrospray Deposition Method

Research Project

Project/Area Number 17K06458
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Measurement engineering
Research InstitutionUniversity of Yamanashi

Principal Investigator

MORISAWA Masayuki  山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (30220049)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鈴木 裕  山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (40516928)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywordsプラスチック光ファイバ / 光ファイバセンサ / 膨潤性ポリマ / エレクトロスプレー法 / アルカン / 静電塗布法 / POF
Outline of Final Research Achievements

This study was aimed at improving a plastic optical fiber (POF) alkane sensor with a double-layer structure cladding. In the POF sensor, a swelling polymer was deposited through the dip coating method for the lower cladding layer. For the upper cladding, two types of cladding were deposited by electrospray deposition: one with a swollen polymer layer containing dye, and the other with a cloudy light scattering layer without dye. The principle of the POF sensor is to switch its operation from leaky mode to guided mode. Deposition of the dye doped cladding or the scattering layer cladding as the upper layer contributed to the improvement of sensitivity as it is possible to prevent light leaking into the cladding in the leakage mode from returning to the core.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

光ファイバセンサを用いた温度や歪みなどの計測は研究が進められているが,化学光ファイバセンサの研究はそう多くはない。通常、化学光ファイバセンサは、色素の蛍光などを利用する場合が多い。しかし、色素の劣化などを考えると、長期にわたる使用は問題がある。その点、膨潤現象は劣化が少なく耐久性、繰り返し特性が良い。また、化学光ファイバセンサ作成のためにESD 法を用いる研究例は少なく、新たなセンサの実現に向けて意義が高いと思われる。

Report

(5 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Sensitivity Improvement of Plastic Optical Fiber Alkane Sensor Using Narrow and Concave Construction2019

    • Author(s)
      Daiki Ushida, Yutaka Suzuki, Masayuki Morisawa
    • Journal Title

      The 28th International Conference on Plastic Optical Fibers Proceedings

      Volume: 1 Pages: 95-96

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fabrication of Sensors with Humidity Swelling Polymer for Plastic Optical Fibers by Electrospray Deposition2019

    • Author(s)
      Ryota Ikki, Yutaka Suzuki, Masayuki Morisawa
    • Journal Title

      The 28th International Conference on Plastic Optical Fibers Proceedings

      Volume: 1 Pages: 93-94

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] プラスチック光ファイバーを用いた化学センシング技術2019

    • Author(s)
      森澤正之, 鈴木裕
    • Journal Title

      フォトニクスニュース

      Volume: 5 Pages: 34-38

    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Journal Article] Effect of Double Cladding with the use of Scattering Upper Layer on the Sensitivity of Plastic Optical Fiber Alkane Sensors2018

    • Author(s)
      Yutaka Suzuki, Akira Nakamura, Masayuki Morisawa
    • Journal Title

      Proceedings 26th International Conference on Optical Fiber Sensors

      Volume: 1 Pages: TuE6-TuE6

    • DOI

      10.1364/ofs.2018.tue6

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] プラスチック光ファイバ湿度センサ感度向上のための凹型くびれ形状の検討2020

    • Author(s)
      牛田 大貴、鈴木 裕、森澤 正之
    • Organizer
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 凹型くびれ構造を有するプラスチック光ファイバ湿度センサ2020

    • Author(s)
      牛田大貴, 鈴木裕, 森澤正之
    • Organizer
      第67回応用物理学会春季学術講演会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 凹型くびれ構造によるPOFアルカンセンサの性能向上2019

    • Author(s)
      牛田大貴, 鈴木裕, 森澤正之
    • Organizer
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 膨潤性ポリマーを用いたリーキー・導波変換型POFセンサの開発2019

    • Author(s)
      鈴木裕,森澤正之
    • Organizer
      第66回応用物理学会春季学術講演会予稿集
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      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 帯電の抑制を試みたエレクトロスプレー法によるプラスチック光ファイバ湿度センサの作成2018

    • Author(s)
      一木亮太, 鈴木裕, 森澤正之
    • Organizer
      第35回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] エレクトロスプレー法を用いた呼気検出のためのプラスチック光ファイバ湿度センサ2018

    • Author(s)
      一木亮太 鈴木裕 森澤正之
    • Organizer
      第37 回日本生体医工学会甲信越支部大会
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  • [Presentation] 呼気中メタンガス測定のための散乱層を付与した膨潤性クラッド型POF アルカンセンサ2018

    • Author(s)
      中村耀 鈴木裕 森澤正之
    • Organizer
      第37 回日本生体医工学会甲信越支部大会
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      2017 Research-status Report
  • [Book] においのセンシング、分析とその可視化、数値化2020

    • Author(s)
      塩田清二、佐藤幸治、森澤正之、他
    • Total Pages
      543
    • Publisher
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861048265
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2022-01-27  

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