マイクロマシニングによる密度・粘度測定用の振動型光ファイバーセンサーの開発

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555080
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: Gifu National College of Technology
• Principal Investigator: 稲葉 成基 岐阜工業高等専門学校, 電気工学科, 助教授 (30110183)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 羽根 一博 東北大学, 工学部, 教授 (50164893) ; 熊崎 裕教 岐阜工業高等専門学校, 電気工学科, 講師 (70270262)
• Keywords: 光熱効果 / 圧力センサー / 光ファイバー / マイクロマシン / 密度計 / 粘度計

Research Abstract

平成7年度は以下のような項目について研究を実施する計画であった。計画に対比させて今年度の実績を報告する。
1.光ファイバーコアの片持ち梁の製作
汎用光ファイバーの先端のクラッドを取り除き、直径40μm、長さ1mm以下の石英コアの片持ち梁を光ファイバーそのものから製作する手法を確立した。
2.片持ち梁の光熱振動の実現
石英コアの片側にCrを蒸着し、強度変調した半導体レーザ光をファイバーを介して片持ち梁に直接照射し、光熱振動を効率的に簡便に実現した。
3.振動検出系の簡素化
直流光を光カップラーを用いて重畳することにより振動の検出も相対した光ファイバーでできるように検出系を簡素化した。
4.センサーの特性
気体中および液体中で共振特性を測定し、気体の圧力、液体の密度・粘度および温度が共振周波数あるいは共振の鋭さQによって測定できることを示した。
5.データ分析システム
共振周波数を電子回路的に追従できるハードウエアを製作した。
以上に付け加えて、今年度はスパッタ装置内におけるリアルタイムの膜圧測定もこのシステムで計測可能であることを示した。

Research Products

• [Publications] 熊崎裕教: "光ファイバのコアの光熱振動を利用した圧力センサー" 真空. 38. 176-178 (1995)
• [Publications] S. Inaba: "Photothermal vibration of fiber core for vibration-type sensor" Jpn. J. Appl. Phys.34. 2018-2021 (1995)
• [Publications] K. Hane: "Photothermal and Photoacoustic effects in optical sensors" Tech. Digest 13th Sens. Symp.117-120 (1995)
• [Publications] H. Kumazaki: "Photomechanical sensor using a photothermal vibration of an optical fiber in liquid" Tech. Digest 13th Sens. Symp.41-44 (1995)
• [Publications] H. Kumazaki: "Temperature characteristics of vibrating type sensor using micromachined optical fiber-tip" Opt. Rev.((印刷中))
• [Publications] H. Kumazaki: "Pressure dependence of resonance characteristics of the microcantilever fabricated from optical fiber" Vacuum. ((印刷中))