2017 Fiscal Year Research-status Report
多光源波長掃引による高速分布型光ファイバセンサの研究
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15K06130
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| Research Institution | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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Principal Investigator |
和田 篤 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 電気情報学群, 准教授 (40434021)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 光ファイバ / センシング / 分布測定 / 干渉計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、複数の半導体レーザを用い、注入電流変調による狭帯域波長掃引を利用した光周波数多重法式に基づく分布型光ファイバセンシングを実施することにより、分布センシング要する測定時間を大幅に短縮する事である。本年度に行った研究は以下の通りである。
複数の半導体レーザを導入した、光周波数多重化方式型の分布センシングシステムを構成し、低反射率のファイバブラッググレーティング(FBG)をセンサヘッドとした分布センシングを実際に行った。
光周波数多重化方式では、光源の波長を掃引し、FBGと反射光と参照光の干渉信号を解析する事で反射位置毎の信号を分離する。光源の波長掃引手段として半導体レーザの注入電流変調を用いている。昨年度までは、単一の半導体レーザのみを光源として用いていたが、本年度では、複数の半導体レーザを導入した。複数の半導体レーザから出射された光を光ファイバカプラで合成し、これをセンサの読み出しに用いた。各半導体レーザは異なる周波数で変調されており、センサからの反射光と参照光を重ね合わせて干渉させると、得られる干渉信号は異なる基本周期を持つ周期信号の重ね合わせとなる。各レーザ事の基本周期に応じて周波数空間で適切なフィルタを施し合成された干渉信号を光源毎の信号へと分離する。
実際に構成したセンサシステムを用いて、固体振動の測定を試みる実証実験を実施した。読み出し光の合成と信号処理による分離を行い、各光源毎にセンサの読み出しが独立に実行できる事を確認した。
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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
複数の半導体レーザを導入した新たなセンサシステムで成功裏にシステムの動作確認実験が実行された。
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| Strategy for Future Research Activity |
構成したセンサシステムの性能評価を詳細に行い、本方式の利点と欠点を明確化する。それと並行して、本システムに適したセンサヘッドの設計を継続的に行い、さらなる性能の向上を目指す。
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| Causes of Carryover |
もっとも大きな理由は、海外旅費の繰り越しである。研究成果を発表する場として最も相応しいと考えている国際会議は開催周期が1.5年周期であり、本年度は4月に開催された。その為、本年度の成果は来年度9月に開催される会議で発表する事にした。その為、渡航費用及び会議参加費用の未使用分が発生し、それを次年度へ繰り越す事となった。また、購入を予定していた機材の一部が別予算で購入した機材で転用できる可能性があった為、助成金の効率的運用を図るために転用による実装を検討している。
使用計画は、まず、次年度に開催される国際会議への参加費用及び渡航費用に使用する。更に、センサシステムの性能を向上させるために必要な機材各種を購入する。
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