2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of high resolution measurement of a thin liquid film on the basis of femtosecond frequency domain interferometry OCT
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15K13866
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
齋藤 隆之 静岡大学, グリーン科学技術研究所, 教授 (10324328)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 流体工学 / 混相流 / 液膜 / スペクトル干渉 / フェムト秒レーザーパルス / 時間分解計測 / 時間分解照射 / 吸収分光計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最適な時間遅延量とフェムト秒レーザーパルス（FSLP）のエネルギー分配率： 多光子吸収による励起の光到達深度ごとの時間変化と継続時間をより精密に計測し、最適時間遅延量を決定した。種々の液膜厚さに対して同様のスペクトル干渉を計測しながら、最適なスペクトル干渉が得られるFSLPの初期投入強度、先行FSLPと遅延FSLPのエネルギー分配率、遅延FSLPの参照光とプローブ光のエネルギー分配率を見出した。
FSLP干渉OCTの実現： 一連の実験により得たノウハウを基に機械的振動に対してロバストかつ時間遅延の高精度設定（設定精度10フェムト秒）が容易な光学系を考案し、光学系を改造、改良した。次に、蒸気－水系気液二相流装置により透明石英製ラバールノズル内壁に液膜（膜厚：数十μm～2mm）を形成し、マイクロ光ファイバープローブを用いて上記液膜の平均厚さと平均液膜振幅を計測した。同一条件でFSLP干渉OCTを行い、平均液膜厚さと平均液膜振幅を計測し、両計測結果を比較し、計測性能を確認、実証した。
FSLP干渉OCTの理論の実証： FSLP干渉OCTの校正対象となるFSLP吸収特性が水に極力近い透明薄膜（数μm～15μm）をFSLP干渉OCTにより計測した。また、参照データをマイクロ光ファイバープローブにより得た。さらに、独自開発の３次元光線追跡シミュレーターによる計算値と上記実験値とを比較し、計測精度を確認、実証した。
加えて、参照用データを得るためのマイクロ光ファイバープローブと３次元光線追跡シミュレーターが予想以上のスピードで開発でき、以上の結果を国際誌に論文として投稿した。（現在査読中）。
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