Development of real-time high-precision optical gauge using pulse train spacing length

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K04103
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 18020:Manufacturing and production engineering-related
• Research Institution: Nagaoka University of Technology
• Principal Investigator: WEI DONG 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (70610418)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 明田川 正人 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (10231854)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 精密計測 / 応用光学 / 測長 / 分解能 / 干渉縞解析

Outline of Final Research Achievements

Optical frequency combs (optical combs) are attracting attention as stable light sources. This study is developing a length measurement method using the repetition interval length of adjacent pulse trains. In the conventional method, by using interference fringe processing, all envelopes were reconstructed using the discrete Fourier transform and the inverse discrete Fourier transform. The data needed is the envelopes around its peak to determine the position of envelope peak. In this study, we studied the contents related to the reconstruction of an warped envelope of the interference fringes by the warped discrete Fourier transform, which are non-linear discrete Fourier transforms. Instead of the discrete Fourier transform, we used the chirp Z-transform to verify how to select and reconstruct only the envelope near the envelope peak.

Free Research Field

精密計測

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

光周波数コム（光コム）は安定した光源として注目されている。安定した光コムは、波長と隣接したパルス列の繰返し間隔長が長さの物差として使える。本研究はこの繰返し間隔長を用いた測長法を開発している。これまでは、パルス列による干渉縞の再建に離散フーリエ変換が使われていた。非線形離散フーリエ変換を使えば、干渉縞包絡線のピークに応じてその位置分解能を増強できる。本研究では歪みのある離散フーリエ変換を用いた干渉縞包絡線再建を試みる。また、チャープ Z 変換により、一部の包絡線のみを再建する方法も検討した。これらの研究の成果は長さ計測に必要な包絡線ピークの高速化・高精度検出に役立つ。