2000 Fiscal Year Annual Research Report
光の中から音の情報を取り出す方法と光波マイクロホンの基礎に関する研究
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12875078
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| Research Institution | Kyushu Tokai University |
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Principal Investigator |
園田 義人 九州東海大学, 工学部, 教授 (90117143)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐松 崇史 九州東海大学, 応用情報学部, 講師 (60299667)
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| Keywords | レーザ / 可聴音 / 超音波 / マイクロホン / 光回折 / 光応用計測 / 音計測 |
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| Research Abstract |
本研究では、波長の長い可聴音波を、振動板を用いず光(レーザ)により直接検出する原理・方法を確立することを目的としている。ここでは、まず光による可聴音検出の基本特性(周波数特性、受信指向性など)を解明するための基礎実験と理論的考察を行った。光源には赤色半導体レーザを用い、プローブ光ビームは基本的な構成として1次元の直線状ビーム(直径3〜4mm)とした。音波は100Hz〜20kHzの周波数である。未だノイズ成分が大きいため、音圧は80〜100dBとした。音源は無響箱に閉じこめ、石英レンズ窓を通じてレーザ光を入射した。音場を通過した光ビームに含まれる音波情報は光検出器により検出される。得られた結果を要約すると次の通りとなる。
(1)光と音の相互作用の理論から導かれる周波数特性では、長波長(低周波数)になるにつれ信号強度が低下する。基礎実験では、20kHzから500Hzの範囲では理論的予測と一致する結果が得られた。それ以下の周波数帯では逆に微増する特性が得られているが、これについては今後の検討が必要である。
(2)上記の周波数特性は、光検出回路を改善することにより平坦化が可能である。
(3)光検出器からの出力電圧は、プリアンプによる20倍増幅の後でおよそ100mV程度(1kHz、90dB、音幅約0.1m)である。ただし、ノイズが10mV程度と大きく、今後、検討と改善が必要である。
(4)光学的な音信号増倍の基礎実験を行ったが、この結果によれば、現状で15倍程度の増倍に成功している。これにより同時にSN比も改善される。これらの光学系の最適化は今後の課題である。
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Research Products
(1 results)
