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2013 Fiscal Year Research-status Report

高分解能ドップラーライダーによる大規模施設空間の風速分布計測法の開発

Research Project

Project/Area Number 24560526
Research InstitutionTokyo Metropolitan University

Principal Investigator

柴田 泰邦  首都大学東京, システムデザイン研究科, 准教授 (10305419)

Keywordsライダー / 風速 / ドップラー
Research Abstract

課題であったVBG(Volume Bragg Gratings)の透過/反射スペクトルの温度依存性による影響を抑えるため、VBGの温度安定化を追求した。具体的には、±0.01℃で温度を安定化させるため、制御方法を複数試したが、レーザー周波数の揺らぎの影響が無視できず、システム誤差として1.0m/sを下回ることができなかった。そこで、レーザ周波数と透過/反射スペクトルの相対的な位置、つまり「見かけ上のドップラーシフト」を常時モニターする機構を開発し、ライダー観測後の風速結果から見かけ上のドップラーシフトから得られる風速を差し引く手法を提案した。これにより、VBGの温度安定度±0.01℃以内の条件で、VBGの温度依存性とレーザ周波数の揺らぎに起因する誤差が0.1m/s以下に抑えられることを実験で確認した。
光源はCW光であるため、レーザ出力後に光強度変調器を設置することでレンジングを可能にし、パルス幅を調整することで距離分解能を任意に設定できるように工夫した。レーザーパルス出射後、次のパルス光が出るまでの間、上記の見かけ上のドップラーシフトのモニターを実施する機構を開発中である。課題は、パルス光出射時間中にモニター用光経路に漏れこむCW光を抑えることである。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

VBGの温度依存性とレーザ周波数の揺らぎに起因する見かけ上の風速誤差を0.1m/s以下に抑えることに成功したことで、VBGを使った風速測定に目途がついた。またCW光をパルス化したことで、今年度予定していた項目をほぼ達成した。
ライダー観測中に見かけ上のドップラーシフトを常時モニターする機構が未完成であるが、概ね目途がついており、実際の風速測定を行う準備は整っている。

Strategy for Future Research Activity

風速測定中にこの見かけ上の風速誤差を常時モニターする機構が完成すれば、最終年度に予定している実際に大気中の風速測定を実施できる。
完成したライダーを学内の体育館やホールに持ち込み、現有の超音波風速計近傍の風速を測定し、風速測定の性能について評価する。

  • Research Products

    (5 results)

All 2013 Other

All Presentation (5 results)

  • [Presentation] Direct Detection 1.6μm DIAL / Doppler Lidar for Measurements of CO2 Concentration and Wind Profiles2013

    • Author(s)
      Chikao Nagasawa, Makoto Abo, Yasukuni Shibata
    • Organizer
      AGU Fall Meeting 2013
    • Place of Presentation
      The Moscone Center (USA)
    • Year and Date
      20131209-20131213
  • [Presentation] Scanning 1.6 μm lidar measurements of atmospheric CO2 concentration and wind profiles2013

    • Author(s)
      Yasukuni Shibata, Chikao Nagasawa, Makoto Abo
    • Organizer
      SPIE Remote Sensing 2013
    • Place of Presentation
      Internationales Congress Center Dresden (Germany)
    • Year and Date
      20130923-20130926
  • [Presentation] 直接検波ドップラーライダーのための体積ブラッググレーティングを用いた受光システムの開発2013

    • Author(s)
      柴田泰邦,長澤親生,阿保 真
    • Organizer
      第74回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      同志社大学(京都府)
    • Year and Date
      20130916-20130920
  • [Presentation] 1.6μm直接検波DIALによるCO2濃度と風のスキャン観測2013

    • Author(s)
      柴田泰邦,長澤親生,阿保真
    • Organizer
      第31回レーザセンシングシンポジウム
    • Place of Presentation
      ホテルおかだ(神奈川県)
    • Year and Date
      20130912-20130913
  • [Presentation] 直接検波1.6μm差分吸収ライダーによるCO2濃度と風の観測

    • Author(s)
      柴田泰邦、長澤親生、阿保真
    • Organizer
      第39回リモートセンシングシンポジウム
    • Place of Presentation
      東京農業大学(東京都)

URL: 

Published: 2015-05-28  

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