2020 Fiscal Year Research-status Report
光空間エンコード化に基づくレーザドップラー3次元空間速度ベクトル分布計測法の開発
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19K04426
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
丸 浩一 香川大学, 創造工学部, 教授 (00530164)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 計測工学 / 計測機器 / 速度計測 / レーザドップラー速度計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光空間エンコード化と差動型レーザドップラー速度計測技術を利用した手法を発展させた，高精度で扱いやすい3次元空間速度ベクトル分布計測方法を確立するための技術開発として，(1)3次元空間の速度分布計測技術（1速度成分）の開発，(2)各測定点の速度をベクトルとして計測するための技術開発，(3)光学系集積化の基礎検討を実施した．
研究課題(1)としては，まず，昨年度に構築した2次元面内に配置した複数測定点の速度を計測するための2次元速度分布計測用光学系を用いて，回転体を対象とした速度分布計測の実験を行い，測定した面内方向速度成分の不確かさ，測定位置精度，空間分解能等についての計測性能を調査した．次に，3次元空間内の速度分布計測を可能とする速度分布計測用光学系に用いるための回折格子および2枚のシリンダレンズを組み合わせたビームアレイ走査用光学系を設計した．実験の結果，波長走査を行うことでビームアレイを平行に走査できることを確認した．
研究課題(2)としては，昨年度に構築したLabVIEWおよびデジタイザを利用した測定系を用いて，3速度成分を同時に計測するための動作確認を実施した．
研究課題(3)としては，昨年度に引き続きNb2O5/SiO2系導波路を用いたビーム入出射用グレーティングカプラの高効率化検討を実施した．マトリクス法による出射光パワー計算およびFDTD法による電界分布計算の結果，Nb2O5反射層を5層用いることで入出射光効率が大幅に向上することを確認した．
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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
研究課題(1)では，2次元面内の速度分布計測における具体的な計測性能を調査するとともに，3次元化に向けたビームアレイ走査が可能であることを実験的に実証した．研究課題(2)では，速度ベクトル計測のための測定系による各速度成分の同時計測が可能であることを確認した．研究課題(3)では，実用的なビーム入出射用グレーティングカプラの設計見通しを得た．
これらのことから，本研究が順調に進展しているものと判断する．
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度に引き続き，研究課題(1)3次元空間の速度分布計測技術（1速度成分）の開発，研究課題(2)各測定点の速度をベクトルとして計測するための技術開発，研究課題(3)光学系集積化の基礎検討を行う．
研究課題(1)では，3次元空間内の速度分布計測用光学系を構築し，速度分布計測性能を実験的に確認する．
研究課題(2)では，速度ベクトル計測のための制御系を引き続き開発する．
研究課題(3)では，ビーム入出射用グレーティングカプラの多層化構造の改良を引き続き行うとともに，プローブ素子の光回路を設計する．
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