2021 Fiscal Year Annual Research Report
Versatile High-Performance 3D Imaging Platform
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19H02149
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
セット ジ・イヨン 東京大学, 先端科学技術研究センター, 准教授 (20530827)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 三次元計測 / レーザ形状計測 / ビームスキャナ / LIDAR / 3Dイメージング / 光計測 / 距離計 / 非機械式 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は高性能で包括的な3Dレーザスキャナを開発することを目的としている。最終年度の研究実績としては、当初の研究計画に予定されていた各テーマと計画をさらに進展させた成果を含めて以下に記載する。
まず、最大の成果として、当初の研究計画よりさらに進展させた革新的高性能計測法であるチャープ強度変調位相シフト法（CAMPS）の提案とその実験検証に成功した。本方式を使うことで完全非機械式の高速レーザビーム走査及び測距に成功した。本方式の初期検証実験では、AMCW距離計より4倍以上性能が高く、革新的な計測技術として次世代の3次元形状計測への応用が期待できる。2021年度では、査読付き論文6編と特許3件出願の実績を得た。
この他に、FMCW光源の低価格化を目指し、面発光レーザ(VCSEL)に着目して安価な波長掃引光源の基礎実験を行った。本実験では、ハイコントラストグレーティングを用いたVCSELを電圧変調 することで６nm以上の波長掃引幅を実現した。そして、中心動作波長を温調により離した５つのVCSEL光源を並列展開して波長掃引帯域の拡大を図った。ここでは、VCSELの波長掃引非線形性を補償するためのアルゴリズム設計を実施した。最終的に、並列展開した光源を基にFMCWレーザスキャナを構築し、その測距特性を評価した。そして、本システムに波長掃引非線形性補償機構を導入し、波長掃引非線形性による奥行空間分解能の劣化を改善することができた。
最後に、ToFレーザスキャナに取り組んだ。研究代表者及び研究協力者らはfs幅の短パルス及びファイバ非線形効果に基づく光サンプリングの導入による奥行空間分解能の向上を検討した。特に短パルス測定の際のアルゴリズムの改良により計算量を削減した。また光パルス列を符号化することで、相互干渉除去に有用であることを示唆し、その基礎実験を行った。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Laser Mode-locking using SWCNT@BNNT with 1D van der Waals Heterostructure as a Saturable Absorber with a High Optical Damage Threshold,2021
Author(s)
Z. Zhang, X. Sun, P. Yuan, S. Yokokawa, Y. Zheng, H. Jiang, L. Jin, A. S. Anisimov, E. I. Kauppinen, R. Xiang, S. Maruyama, S. Yamashita, and S. Y. Set
Organizer
応用物理学会秋季学術講演会
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