2015 Fiscal Year Annual Research Report
空間エンコード化と非メカニカル走査を用いたレーザドップラー稠密断面速度分布計測
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15H04018
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
丸 浩一 香川大学, 工学部, 准教授 (00530164)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤井 雄作 群馬大学, その他部局等, 教授 (80357904)
中津原 克己 神奈川工科大学, 工学部, 教授 (70339894)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 計測工学 / 計測機器 / 速度分布計測 / レーザドップラー速度計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
空間エンコード化による複数点同時計測と非メカニカルな測定点走査を併用したレーザドップラー速度計を実用化するための技術開発として，(1)測定点分布の稠密化技術の開発，(2)測定の高速化のための技術開発，(3)ミニチュアプローブ開発，(4)光学系集積化の基礎検討を実施した．
(1)としては，非対称プッシュプル方式を取り入れた空間エンコード化を行うことで測定点数を48に増加するとともに，各測定点からの散乱光を3台のアバランシェフォトダイオードに割り当てて受光することで測定点分布の稠密化が可能となった．
(2)としては，測定高速化試作機の構成検討として，高速デジタイザと波長可変レーザを組み合わせたPC制御の構成を検討した．また，測定対象である流路系の構築を開始した．
(3)としては，平成28年度以降の試作に備え，2次元速度分布計測用ミニチュアプローブの光学系設計をおこなった．入射光学系のレンズを最適化するとともに，マルチモードファイバで受光する構成を検討した．
(4)としては，Si導波路からなる集積化素子に利用するエレメントの基本設計を実施した．回折格子を導波路グレーティングで置き換え，導波路グレーティングのアスペクト比と格子周期をチャープ化することで，レンズを用いずにビームを測定点に集光できる見通しを得た．また，スプリッタに用いる3dBカプラの設計を実施した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究課題(1)測定点分布の稠密化技術の開発に関しては，測定点分布を稠密化するための測定点増加手法を確立することができた．研究課題(2)測定の高速化のための技術開発に関しては，平成28年度より実施する測定高速化試作機の開発に向けて，システム構成および制御方法を明らかとした．研究課題(3)ミニチュアプローブ開発に関しては，平成28年度の試作のための具体的なプローブ設計を明らかとした．研究課題(4)光学系集積化の基礎検討に関しては，集積化素子を構成するための重要エレメントである導波路グレーティングおよびスプリッタの設計をシミュレーションにより明らかにした．これらのことから，本研究が順調に進展しているものと判断する．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度に引き続き，(1)測定点分布の稠密化技術の開発，(2)測定の高速化のための技術開発，(3)ミニチュアプローブ開発，(4)光学系集積化の基礎検討を実施する．
(1)では，平成27年度に開発した測定点稠密化装置の改良を実施する．
(2)では，測定高速化試作機の開発に着手する．
(3)では，平成27年度の設計に基づきミニチュアプローブの第1次試作をおこなう．また，第2次試作に向けた構造設計をおこなう．
(4)では，各エレメントの基本設計結果を基に，予備試作に着手する．
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