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地下マイクロセンシングのためのマイクロセンサーの開発

研究課題

研究課題/領域番号 09305068
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 資源開発工学
研究機関東北大学

研究代表者

新妻 弘明  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90108473)

研究分担者 森谷 祐一  東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60261591)
浅沼 宏  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (50250717)
江刺 正喜 (江刺 正善)  東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (20108468)
研究期間 (年度) 1997 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
36,600千円 (直接経費: 36,600千円)
2000年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
1999年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
1998年度: 10,800千円 (直接経費: 10,800千円)
1997年度: 16,500千円 (直接経費: 16,500千円)
キーワードMEMS / マイクロセンサー / 光干渉型加速度センサー / 容量型加速度センサー / 光干渉型ハイドロフォン / ファイバーグレーティングセンサー / ラドンセンサー / マイクロゾンデ / マイクロセンサ / 地下マイクロセンシング / 加速度センサー / 光干渉型振動計 / シリコンプロセス / マイクロマシニング / 弾性波センサー
研究概要

本研究は,マイクロマシン技術を駆使することにより,地下マイクロセンサーの設計・試作を行ない,さらに,それを用いた地下計測法の研究により,地下マイクロセンシング技術の基礎を築くことを目的として実施したものである。本研究の内容と主な成果は以下の通りである。
1.静電容量型弾性波センサー:広帯域・高感度静電容量型加速度センサーの,(1)仕様の策定と概念設計,(2)プロセス設計,(3)試作,(4)性能評価,(5)多成分化の検討,(6)超高感度・低雑音化の検討,を行なった。これにより約1kHz以下の帯域で平坦な感度特性を有する加速度センサーを作製することができた。また,本センサーを用いて3成分弾性波検出器を試作し,弾性波の3次元粒子運動軌跡を検出可能であることを実証した。
2.光干渉型弾性波センサー:光ファイバー先端に振動子とハーフミラーよりなるファブリ・ペロー干渉計を形成し,それにより加速度を検出する弾性波センサーを設計・試作した。これにより,約1kHz以下の帯域で動作する完全受動型加速度センサーを実現することができた。また,多成分化へ向け,センサーの設計・製作法の検討を行なった。
3.光干渉型ハイドロフォン:光ファイバー先端のファブリ・ペロー干渉計により水中での音圧を検出するハイドロフォンについて,原理の検討および設計・試作を行なった。本センサーにより水中スピーカーから放出された弾性波を約1kHz以下の帯域で検出できることを示した。
4.ファイバーグレーティングセンサー:光ファイバー上に周期的に屈折率変化を作成し,それをセンサーとして用いる方式について,(1)グレーティングの具体的作成法の検討,(2)試作,(3)各種センサーとしての性能評価,(4)深海底温度センサーの試作,を行なった。これにより,任意の周波数を反射するファイバーグレーティングを作製可能になった。さらに,0.001℃程度の分解能を有する高感度深海底温度センサーが実現した。また,ファイバグレーティングハイドロフォンの性能について基礎的検討を行なった。
5.プローブ型微小ラドンセンサー:光ファイバ端面のシンチレータとカソードによりラドンを検出する微小ラドンセンサーを試作したところ,基準線源からのα線を検出することができた。

報告書

(5件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (30件)

  • [文献書誌] Hirata,K.,Niitsuma,H.,and Esashi,M.: "Silicon micromachined fiber-optic accelerometer for downhole seismic measurement"Trans.IEE Japan. 120-E. 576-581 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nishizawa,M.,Niitsuma,H.,and Esashi,M.: "Miniaturized downhole seismic detector using micromachined silicon capacitive accelerometer"SEG Expanded Abstracts. (in CDROM). (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Asanuma,M.Nishizawa,G.Suzuki,Y.Yoshida,H.Niitsuma and M.Esashi: "Miniaturized silicon capacitive accelerometer for downhole seismic measurement"Proc.InterPACK01, 2001. (in-press). (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Asanuma,S.Hasihmoto,G.Suzuki,H.Niitsuma,and M.Esashi: "Optical interference type micro hydrophone fabricated by micromachining"SEG Expanded Abstracts. (in-press). (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hirata, H.Niitsuma and M.Esashi: "Silicon micromachined fiber-optic accelerometer for downhole seismic measurement"Trans.IEE Japan. 120-E. 576-581 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Nishizawa, H.Niitsuma and M.Esashi: "Miniaturized downhole seismic detector using micromachined silicon capacitive accelerometer"Proc.SEG 2000 Annual Mtg.. (CDROM). (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Asanuma, M.Nishizawa, G.Suzuki, Y.Yoshida, H.Niitsuma and M.Esashi: "Miniaturized silion capacitive accelerometer for downhole seismic measurement"Proc.InterPACK01. (in-press). (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Asanuma, S.Hasihmoto, G.Suzuki, H.Niitsuma, and M.Esashi: "Optical interference type micro hydrophone fabricated by micromachining"SEG 2001 Expanded Abstracts. (in-press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hirata,K.,Niitsuma,H.,and Esashi,M.: "Silicon micromachined fiber-optic accelerometer for downhole seismic measurement"Trans.IEE Japan. 120-E. 576-581 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Nishizawa,M.,Niitsuma,H.,and Esashi,M.: "Miniaturized downhole seismic detector using micromachined silicon capacitive accelerometer"SEG Expanded Abstracts. (in CDROM). (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 西澤,新妻,江刺: "シリコン容量型マイクロ加速度センサを用いた小型地下弾性波検出器の試作とその性能評価"物理探査学会第102回学術講演会論文集. 178-181 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 新妻: "地下マイクロセンシング技術,2-7"超音波テクノ. 12(8). 2-7 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.Asanuma,M.Nishizawa,G.Suzuki,Y.Yoshida,H.Niitsuma and M.Esashi: "Miniaturized silicon capacitive accelerometer for downhole seismic measurement"Proc.InterPACK01,2001. (in press). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Hirata K.,Niitsuma H.,and Esashi M.: "Fabrication and characterization of a downhole micro accelerometer using a fabry-pero interferometer"Proc. 5th Well Logging Symposium of Japan. W1-W9 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Nishizawa M.,Lim G.,Niitsuma H.and Esashi M.: "Development of silicon microcapacitive accelerometer for seismic measurement"Proc. SPIE 44th Annual Meeting. 23. 247-252 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 平田,新妻,江刺: "地下弾性波検出のための光干渉型マイクロ加速度計の製作と特性評価"物理探査学会第100回学術講演会論文集. 119-123 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 西澤,新妻,江刺,林: "地下マイクロセンシングのための弾性波検出用シリコン容量型加速度センサの開発"第6回地下の土木のAE国内コンファレンス. 18-23 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Nishizawa M.,Niitsuma H.,and Esashi M.: "Miniaturized downhole seismic detector using micromachined silicon capacitive accelerometer"SEG Expanded Abstracts. (in-press). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Asamuma H.,Miyazawa H.,Niitsuma H.,and Esashi M.: "Optical interference type micro hydrophone fabricated by micromachining"SEG Expanded Abstracts. (in-press). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Niitsuma and Nishizawa: "Potential of subsurface micro-sensing for HDR/HWR developmant" Proc.4th International HDR Forum. (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Nishizawa,Niituma,et al.: "Development of silicon capacitive micro accelerometer for subsurface seismic measurement" Proc.4th Well Logging Symposium of Japan. V1-V7 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 平田,新妻,江刺: "シリコン振動子の光ファイバ先端への取り付けと光干渉型マイクロ加速度計の開発" 物理探査学会第98回学術講演会講演論文集. 106-110 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 西澤,林,新妻,江刺: "マイクロマシニングによるシリコン容量型加速度センサの製作とその特性評価" 物理探査学会第98回学術講演会講演論文集. 101-105 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 宮澤,新妻,江刺: "地下マイクロセンシングのためのマイクロゾンデの設計と製作" 物理探査学会第99回学術講演会講演論文集. 61-65 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 新妻: "地下情報のマイクロセンシング" 物理探査学会第96回学術講演会講演論文集. 33-34 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 西澤, 新妻, 江刺: "マイクロマシニングによる地下弾性波検出のためのシリコン容量型加速度センサの製作" 物理探査学会第96回学術講演会講演論文集. 35-38 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 平田, 新妻, 江刺: "マイクロマシニングによる地下弾性波計測のための光干渉型加速度センサの開発" 物理探査学会第97回学術講演会講演論文集. 165-168 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 西澤, 林, 新妻, 江刺: "マイクロマシニングによる地下弾性波検出のためのシリコン容量型加速度センサの製作(第2報)" 物理探査学会第97回学術講演会講演論文集. 169-172 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 西澤, 林, 新妻, 江刺: "地下弾性波検出のための高感度・広帯域容量型加速度センサの開発" 電気学会センサ・マイクロマシン部門総合研究会. PS97-22. 13-17 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 平田, 新妻, 江刺: "地下弾性波検出のための光干渉型マイクロセンサの開発" 電気学会センサ・マイクロマシン部門総合研究会. PS97-23. 19-22 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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