2016 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, 大学院理工学府, 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．
課題(1)としては，平成27年度に開発した測定点数を48に増加した測定点稠密化装置について，深さ方向に回転体ターゲットを動かすことで2次元断面内の速度計測性能の評価を行い，高精度な速度分布計測が可能であることを実証した．また，出射光学系のレンズ位置を調整することで，空間分解能の改善を図った．
課題(2)としては，測定高速化試作機の開発として，高速デジタイザとPCを接続し，アバランシェPDからの信号の取得・処理系に用いるLabViewプログラムの作成を行った．
課題(3)としては，第1次試作として，測定点数を8×8としたミニチュアプローブの開発を行い，速度分布計測性能が得られることを実証した．また，測定点数を24×24とした稠密化プローブの設計に着手した．
課題(4)としては，Si光導波路を用いたグレーティングカプラの詳細設計を実施した．グレーティングのチャープパラメータを最適化することで，ガウス分布的な出力光パワー分布および放物面状の位相分布を形成した．このパラメータを用いて，有限差分時間領域法及びビーム伝搬法により，出射光の集光および波長変化による測定点走査を確認した．
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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
課題(1)測定点分布の稠密化技術の開発については，測定点稠密化装置の速度分布計測性能を実証できた．また，空間分解能の改善が可能となった．
課題(2)測定の高速化のための技術開発については，測定高速化試作機の主要部分である信号取得・処理系プログラムを作成した．
課題(3)ミニチュアプローブ開発については，第1次試作機の速度分布計測性能を実証した．
課題(4)光学系集積化の基礎検討については，集積化プローブの必須エレメントであるグレーティングカプラによる集光性能と測定点走査性能をシミュレーションにより実証した．
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28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．
課題(1)では，測定点稠密化装置の高感度化等，改良を引き続きおこなう．
課題(2)では，平成28年度に引き続き，制御系の構築と装置評価をおこなう．
課題(3)では，第2次試作における稠密化プローブの設計を完了し，試作評価をおこなう．
課題(4)では，グレーティングカプラ素子を組み込んだ集積化プローブ用光回路設計およびSi光導波路による試作を行う．
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