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2022 Fiscal Year Annual Research Report

二光子吸収応答受光系を用いた多点光ファイバ型ベクトル曲げセンサ

Research Project

Project/Area Number 20H02158
Research InstitutionTokyo University of Agriculture and Technology

Principal Investigator

田中 洋介  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20283343)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 塩田 達俊  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (10376858)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords光ファイバセンサ / 曲げセンサ / FBGセンサ / マルチコアファイバ / 二光子吸収応答
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、一本の光ファイバに複数の光路をまとめたマルチコア光ファイバをセンシングヘッドとして用い、このファイバを取り付けた対象に加わる曲げの大きさ、および向きを同時に多点で計測可能なセンサを実現することを目標として進めてきた。一本の光ファイバで多点の曲げ計測ができるようになれば、大型構造物の状態診断、ロボットアームの曲げセンシング、医療用カテーテルの曲げ監視等、様々な分野に応用できる。光ファイバは電磁雑音の影響を受けないため、強い電磁波が飛び交う製造現場や電力施設、医療におけるMRI検査の現場等、様々な環境下で提案するセンサは使用できる。また、軽量、細径で柔軟な光ファイバがセンサヘッドであることから、設置対象への影響が無視できる。
最終年度となる2022年度は、これまでの研究成果を更に発展させ、より高速な測定を実現するための光信号制御・処理技術についての検討を行うと共に、応用面の探求として、特にカテーテルにマルチコア光ファイバセンサヘッドを組み込んだ際の機能についての検討を進めた。前年度までの研究で、医療用カテーテルに本研究で提案する光ファイバ曲げセンサを組み込むと形状計測機能が付与されることを実証したが、これに加えて、復元力のあるカテーテルとの組み合わせによって力覚センシングが可能なことを実験によって示した。また、パルス光を光源に使い、所望の光ファイバ回折格子の情報にのみアクセスし、ひずみ情報を高速に取得する新たな手法の提案と実証を行った。その他、前年度に考案した光信号の波長掃引と強度変調の新たな制御手法についても最適化を進め、更なる高速化を達成した。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (5 results)

All 2022

All Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 2 results)

  • [Presentation] MCFBG curvature sensor using two-photon absorption process in Si-APD and its application to medical use2022

    • Author(s)
      Yosuke Tanaka, Toshitaka Wakayama
    • Organizer
      SPIE Optical Technology and Measurement for Industrial Applications Conference 2022
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Multipoint FBG sensing using incoherent OFDR and two-photon absorption process in Si-APD2022

    • Author(s)
      Ryosuke Sato, Reina Takagi, Itsuki Saito, Naohiro Sonoda, Shihua Zhaoa, Yosuke. Tanaka
    • Organizer
      Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Distributed and multipoint fiber optic sensors for structural health monitoring and medical use2022

    • Author(s)
      Yosuke Tanaka
    • Organizer
      IEEE 9th International Conference on Photonics 2022 (ICP 2022)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Force measurement using 3-D curvature sensing based on multicore FBG inside catheter and two-photon absorption process in Si-APD2022

    • Author(s)
      Reina Takagi, Naohiro Sonoda, Toshitaka Wakayama, Yosuke Tanaka
    • Organizer
      Optical Fiber Sensors Conference 2022 (OFS2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Distance measurement to multiple reflection points using intensity correlation signal produced by two-photon absorption process in Si-APD2022

    • Author(s)
      Itsuki Saito, Yosuke Tanak
    • Organizer
      Optical Fiber Sensors Conference 2022 (OFS2022)
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2023-12-25  

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