2015 Fiscal Year Annual Research Report
高分子光ファイバーのフォトルミネッセンスを利用した応力及び応力方向センサーの開発
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26820303
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
古川 怜 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (50589695)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 光ファイバー / 歪センシング / 蛍光 / 高分子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本案では，応力のかかる「方向」が判定できる光ファイバー歪センサーの創出を目的とした．このような機能を持つセンサーを開発することにより，構造物の破壊挙動について，より詳細な情報を得ることができると考えた．応力方向判定の原理は以下の通りである．コアに蛍光色素が添加された偏波保持機能を持つマルチモード光ファイバーを作製する．このファイバーに応力がかかると，歪による色素分子の配向を誘発し，伝搬する偏波に対して発光強度を変化させることができる．この強度変化により，応力方向を推測する．
初年度は，メタクリル酸メチルとベンジルメタクリレートの共重合体にローダミン６Gを添加したものをコアとした光ファイバーの作製と応力印加実験を行った．この知見を活かし，最終年度は，光ファイバーの材料的改善及びセンサー性能の評価を行った．
まず，コアの母材を，メタクリル酸メチル，ベンジルメタクリレート，トリフルオロエチルメタクリレートで構成したものに変更した．それに準じてクラッド材料も適切な変更を行った．１ミリ径の光ファイバー１メートルに対し，ファイバー中央部に応力を印加し，出射光強度の変化を観察した．結果，特定の応力範囲において，入射偏波角依存性が観察された．つまり，応力を印加する方向によって出射光強度を制御することができた．その一方で，この傾向が顕著となる応力域に制限が見受けられ，その機構の解明などは今後の究明課題としている．
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