1997 Fiscal Year Annual Research Report

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

Research Project

Project/Area Number	07555080
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, 教授 (30110183)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	羽根一博東北大学, 工学部, 教授 (50164893) 熊ざき裕教岐阜工業高等専門学校, 電気工学科, 助教授 (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〜平成9年度にかけて以下の項目について研究を実施し、新たな知見を得た。 1.光ファイバーの先端のクラッド部を取り除き、石英コアの片持ち梁をファイバーそのものから製作し、これを光熱振動された。光学的結合が極めて簡便になり、安定で再現性のある。共振特性が得られた。共振周波数の圧力依存性から真空度を測定できることを示した。 2.振動子の大きさを変え、サイズ効果に関する実験を行い、理論解析との比較を行った。振動子の長さが短いほど共振周波数が高くなり、感度が高くなる。一方、振動子の直径は、相対的な周波数変化率を考慮すると、あまり影響がない。 3.本振動子を液体中に入れ、共振特性を測定することによって液体の密度を共振周波数によって、粘度を共振の鋭さQによって決定できることを示した。 4.光カップラーを用いて例信用のレーザ光と振動検出用のレーザ光を重畳する光学系を構築し、振動検出の光学系の簡便化をはかった。 5.片持ち梁の先端に別の光ファイバーをおいて振動検出できることを確認した。 6.片持ち梁の先端にミラーをおいて振動検出できることを確認し、一本の光ファイバーのみで振動検出することが可能になった。 7.片持ち梁の先端に光の反射膜を蒸着し、振動検出も一本の光ファイバーでできるシステムを製作し、この方法により共振の検出ができることを確認した。 8.共振周波数をコンピュータで自動追従するシステムを製作し、その動作を確認した。以上に付け加えて、密度・粘度以外の物理量として、温度計測、スパッタ薄膜の膜圧測定なども同様の手法で測定できることを明らかにした。今後は検出感度を高めるためにブラッググレーティングをファイバーに焼き付ける手法を検討している。

Research Products
(10 results)

All Other

All Publications (10 results)

[Publications] 熊〓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・3. 176-179 (1995)
[Publications] S.Inaba: "Photothermal Vibrdtion of fiber core for vibration type sensor" Jpn.J.Appl.Phys.14・4A. 2018-2021 (1995)
[Publications] K.Hane: "Photothermal and Photoacoustic effects in optical sensor" Tech.Digest.13th Sensor Symp.117-120 (1995)
[Publications] H.Kumazaki: "Photomechanical sensor using a photothermal vibration of an optical fiber in liquid" Ted.Digese.13th Sensor Symp.41-44 (1995)
[Publications] H.Kumazaki: "Temperature characteristics of vibration type sensor using micromachined optical fiber-tip" Opt.Rev.30・2. 135-138 (1996)
[Publications] H.Kumazaki: "Pressure dependence of resonance characteristics of the microcantilever fabricated from optical-fiber" Vacuum. 47・6. 475-477 (1996)
[Publications] H.Kumazaki: "Optical sensor for deposition thickness using microcantilever fabricated from optical fiber" Proceed.11th Int.Conf.Opt.Fiber Sensor. 220-223 (1996)
[Publications] H.Kumazaki: "Deposition thickness sensor for ion sputtering apparatus" T.IEE.Japan. 117E・2. 105-108 (1997)
[Publications] 熊〓裕教: "膜厚測定のためのレーザ駆動ファイバコア振動子のサイズ効果" 真空. 40・3. 303-305 (1997)
[Publications] 熊〓裕教: "FCコネクタ装着型薄板ガラス振動子を用いた光学式膜厚測定" 真空. 41・3(印刷中). (1998)

1997 Fiscal Year Annual Research Report

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

Principal Investigator

稲葉 成基 岐阜工業高等専門学校, 電気工学科, 教授 (30110183)

Research Products

[Publications] 熊〓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・3. 176-179 (1995)

[Publications] S.Inaba: "Photothermal Vibrdtion of fiber core for vibration type sensor" Jpn.J.Appl.Phys.14・4A. 2018-2021 (1995)

[Publications] K.Hane: "Photothermal and Photoacoustic effects in optical sensor" Tech.Digest.13th Sensor Symp.117-120 (1995)

[Publications] H.Kumazaki: "Photomechanical sensor using a photothermal vibration of an optical fiber in liquid" Ted.Digese.13th Sensor Symp.41-44 (1995)

[Publications] H.Kumazaki: "Temperature characteristics of vibration type sensor using micromachined optical fiber-tip" Opt.Rev.30・2. 135-138 (1996)

[Publications] H.Kumazaki: "Pressure dependence of resonance characteristics of the microcantilever fabricated from optical-fiber" Vacuum. 47・6. 475-477 (1996)

[Publications] H.Kumazaki: "Optical sensor for deposition thickness using microcantilever fabricated from optical fiber" Proceed.11th Int.Conf.Opt.Fiber Sensor. 220-223 (1996)

[Publications] H.Kumazaki: "Deposition thickness sensor for ion sputtering apparatus" T.IEE.Japan. 117E・2. 105-108 (1997)

[Publications] 熊〓裕教: "膜厚測定のためのレーザ駆動ファイバコア振動子のサイズ効果" 真空. 40・3. 303-305 (1997)

[Publications] 熊〓裕教: "FCコネクタ装着型薄板ガラス振動子を用いた光学式膜厚測定" 真空. 41・3(印刷中). (1998)

稲葉成基岐阜工業高等専門学校, 電気工学科, 教授 (30110183)