| 研究課題/領域番号 |
04555008
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
物理計測・光学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
朝倉 利光 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (70001188)
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| 研究分担者 |
原田 康浩 北海道大学, 電子科学研究所, 助手 (80198928)
相津 佳永 室蘭工業大学, 工学部, 助教授 (20212350)
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| 研究期間 (年度) |
1992 – 1993
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| 研究課題ステータス |
完了 (1993年度)
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| 配分額 *注記 |
9,600千円 (直接経費: 9,600千円)
1993年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1992年度: 7,600千円 (直接経費: 7,600千円)
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| キーワード | 固体撮像システム / 微粒子 / 時空間解析 / 光散乱 / 粒径測定 / 屈折率測定 / レーザーマニピュレーション / 位相ドップラー粒子解析法 / レーザートラップ |
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| 研究概要 |
半導体イメージセンサを画像情報の時空間3次元サンプリングデバイスとみなすことにより、従来の時間分解能をはるかに超えた時空間分解画像取得・解析システムを開発するとともに、さらにレーザー光散乱計測技術と有機的に結合することによって、時間とともに位置・形状・物性を変えていく微小粒子系の挙動を高精度に測定しかつ迅速に解析できる装置を開発した。以下に、具体的成果を示す。
1.固体撮像システムの動画像検出過程に対応するモデルを提案し、その理論解析ならびにコンピュータシミュレーションを実行して、本研究で開発する装置の時空間分解画像検出の原理を呈示するとともに、時空間分解能に制限を与えている因子を明らかにした。
2.本装置で検出・記録される微粒子からの散乱光画像と微粒子挙動情報との関係を、幾何光学に基づく光散乱理論を展開して明らかにするとともに、その有効性を実験的に示した。
3.理論解析の結果に基づき、最適なレーザー光照明-散乱光検出光学系を設計・実現し、試作装置を作製するとともに、自由落下ガラス微小球の挙動測定に応用し、微粒子の粒径および1次元位置の時間変化を高時空間分解能で測定できることを示した。
4.記録される散乱光画像列の分布形状(干渉縞状分布)の位相変化を解析に取り込むことにより、本装置を2次元運動微粒子の挙動を解析できるものへと発展させ、円運動ガラス微粒子に対する実験によりその有効性を示した。
5.レーザーマニピュレーション法のモニターとして試作装置を応用し、レーザー光と微粒子の運動量に関する相互作用を詳細に解析するとともに、レーザー放射圧が誘起する微粒子挙動と本試作システムによる測定とを結合した新しい粒径決定法を提案した。
6.本試作装置の動作原理を担う光散乱理論を位相ドップラー微粒子解析法に適用し、そこで問題となっている微粒子飛跡位置に依存する測定粒径誤差を低減するための光学配置を提案し、その有効性を実験的に示した。
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