2018 Fiscal Year Research-status Report
実用的1.8μm帯新規光源ならび汎用的in situ光センシング技術確立の研究
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16K06390
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
山田 誠 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10508401)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 近赤外分光 / 1.7 μm帯広帯域光 / 1.7 μm帯光ファイバ増幅器 / 1.7 μm帯光ファイバレーザ / アルコール度数評価 / 部分的最小二乗回帰分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、第１目的として「1.7～1.9μm帯で動作する実用的な光源基盤技術の確立」、第２目的として、本波長域を利用する新たな「汎用的in situ光センシン グ技術の確立」を目指している。平成30年度の各々の目的に対する成果を以下に示す。 第１目的に対しては、研究代表者が提案してきた本センシングシステムで用いる光源であるTm添加ファイバ増幅およびTm添加ファイバレーザに対して、高性能化、高安定化を図るための設計指針を明らかにするために理論的検討を開始した。 第２目的に対しては、光センシング技術の適用先として研究当初から検討を進めているアルコール飲料中のアルコール度数評価に対して、アルコール飲料中の不純物（ワインの場合、主に酒石酸、スクロース）の影響を考慮した評価法として、部分的最小二乗回帰分析を開始した。また、本分析を実現するために、評価するコール飲料の透過スペクトルにおけるノイズの影響を除去するスムージング法、スペクトルの全体的な強度シフト除去のためのベースライン補正法も検討し、前者にはサビツキーゴーレイ法、後者にはMSCを適用した。部分的最小二乗回帰分析を行うことで、アルコール度数の精度が向上すると共に、酒石酸濃度が同時に評価が実現できることが分かった。しかし、スクロース濃度の同時評価は難しく今後の課題であることが判明した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
「1.7～1.9μm帯で動作する実用的な光源基盤技術の確立」：当初計画で予定していた1.7～1.9μm帯高安定広帯域光源技術がH30年度に完成している。またH30年度完成を計画していた光センシング用半導体レーザ・波長可変レーザはH29年度に実現をしている。また、本年度は更なる光源の高性能化を目指した理論的検討も開始した。以上のことより、本項目は当初計画以上の進展をしているものと判 断できる。
「汎用的in situ光センシング技術の確立」：当初計画で予定していた「広帯域光源を用いたアルコール飲料評価系の完成」は、マルチモードファイバを用いた 近赤外分光系による高濃度アルコール飲料の評価が実現できた。H30年度の完成を目指す「アルコール飲料のin situ光センシング技術の確立」に関しては、同評 価に影響与えるアルコール飲料に含まれるエタノール以外の不純物成分(酸類，糖分)を除去する方法として部分的最小二乗回帰分析の導入を開始し、着実な進展をしている。H30年度から開始する予定で あった「波長可変レーザを用いた近赤外分光による日本酒、焼酎中のアルコール濃度評価」もH29年度から検討を開始している。以上のことより、本項目は当初計 画以上の進展をしているものと判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究が当初計画の予定以上に進展をしている。
第1目的である「1.7～1.9μm帯で動作する実用的な光源基盤技術の確立」はほぼ修了している。光源の理論的検討を新たな検討項目として研究を進める。
第2目的である、本波長域を利用する新たな「汎用的in situ光センシング技術の確立」としては、アルコール飲料のin situ光センシング技術の確立を最優 先で実施する。このために、本年度から検討を開始した部分的最小二乗回帰分析の確立を図る。
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| Causes of Carryover |
これまでの研究の進展にともない、本年度は光源の理論解析と、部分的最小二乗回帰分析に関して検討を行い、購入物品費が生じなかった。本年度は、同繰越金の用途として、「汎用的in situ光センシング技術の確立」のために、評価装置の更新、純水製造装置の消耗品購入を予定している。また、最終年度となるため 研究成果アピールのため、国際会議等での発表を増加させて行きたいと考える。
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