2019 Fiscal Year Research-status Report
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19K04527
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
大森 達也 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (60302527)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 弾性波 / 弾性波動可視化装置 / 高周波デバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
弾性振動可視化装置の自動化・高性能化に向けて，研究計画に則り2019年度は可視化装置のハードウェア改善を中心に検討を行った。具体的には，(1)ダイナミックレンジの向上を目的とする信号検出および検波系の再構成，(2)主に絶対振幅を目的とするマイケルソン干渉計の動作点自動最適化の構築について検討を行った。
(1)については，ヘテロダイン方式で用いる発振器の組み合わせを最適化することで，漏れ信号の影響を極限まで低減することを発案し，その効果について実験を通して検討を行った。この結果，位相測定結果において実用上差支えない範囲でゆらぎが大きくなるものの，漏れ信号強度を測定限界以下にまで低減することに成功した。この結果は，きわめて微弱な応答の観察，たとえば，従来測定が極めて難しかった非線形応答の観察などに効果を発揮するものと考えている。
(2)については，マイケルソン干渉計を構成する参照光路側のミラー位置を低周波で変調し，この変調波の2倍周波数成分を最小化するよう参照光路長をフィードバック制御することで，被測定素子面の傾きや，外部振動などによる外乱を打ち消して，自動的に動作点を最適化することに成功した。
一方で，ステージ制御およびオートフォーカスについての検討は2019年度において，目立った進展はなかった。これはステージ制御用のモータードライバを再設計する必要のあることが判明したためであり，この点については早急に本格的検討を行いたいと考えている。また，研究開始2年目以降で重点的に検討する予定の制御用ソフトウェア開発については，特筆すべき検討は行わなかった。
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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
本提案開始年度に当たって，当初予定に則って，弾性振動可視化装置のハードウェア改良による高性能化・高機能化を行った。その結果，アナログ信号処理系の見直しによる大幅なダイナミックレンジ向上，マイケルソン干渉計を用いた際の動作点自動最適化について，一定の成果を得ることができた。なお，検波系の構成見直しにあたって，同期した複数発振回路を持ち低位相雑音の高周波発振機(MG3740A: Anritsu)が必要となったが，本研究実施者の所属する研究室の既存装置を借用して実験を行った。
一方で，オートフォーカスおよびステージ制御の自動化については，新たに装置の見直しが必要となったことにより，再検討を行っている。このため，2019年度に購入を予定していたLAN制御方式のステージコントローラについて，仕様を見直す必要を生じたことから，2020年度以降の購入予定に変更した。また，当初計画において今年度以降の課題としていた，制御およびデータ処理のためのソフトウェア開発については，目立った進展はなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度で実現できなかった，オートフォーカスおよびステージ制御について検討を行い，ハードウェアの置き換え・改造を行う事を計画している。また，これらのハードウェアを制御する為のミドルウェアについて検討し，今後予定している自動測定支援プログラム開発を行う上での足場としたいと考えている。また，本研究実施者の属する研究グループにおいてルビジウム周波数標準の使用が可能となる予定であることから，これを用いた周波数確度の向上についても検討する予定である。
ただし，昨今の新型コロナ禍に伴い，実験を行う環境が整わないため，今後の状況によっては当初の計画を変更し，ソフトウェア開発を先行する可能性がある。この場合は，ハードウェアの開発が途上であるため，測定データ収集部分の最適化，測定データの後処理等から順に検討を行う事となる。特に，測定データの後処理に関する部分においては，既に観測したデータを元に検討を行う事が可能であるため，弾性振動可視化装置そのものにアクセスすることなく研究を継続することが可能である。
以上を考慮し，可能な範囲でのソフトウェア開発を先行しつつ，社会的状況を鑑みて本年度の研究を遂行する予定である。
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| Causes of Carryover |
2019年度に予定していた超精密ステージ再構築に伴うLAN接続ステージコントローラ選定の際，ステージ駆動用モータードライバについての設計見直しを含む検討が必要となったため，ステージコントローラ選定に必要は仕様にも変更を生じたことによる。
2020年度に，当該部分の見直しを行い一年遅れでステージコントローラを購入する予定である。
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Research Products
(5 results)
