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レーザスペックル法を用いた超小型水晶鏡面振動子における絶対変位量の計測

研究課題

研究課題/領域番号 17K06466
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 計測工学
研究機関東京都立大学

研究代表者

渡部 泰明  東京都立大学, システムデザイン研究科, 教授 (60175130)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2018年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードLaser Speckle / 鏡面 / 紫外線レーザ / レーザスペックル / LD / 鏡面反射 / Laser Speckle干渉法 / Laser Doppler振動法 / 圧電振動子 / 相関値 / 画像相関 / Laser Speckle干渉 / Laser Speckle法 / 反射 / 干渉計
研究成果の概要

これまで申請者らが開発してきた圧電振動デバイス振動モード可視化システムをベースとし,より高度で未踏の超小型鏡面圧電振動デバイスの2次元振動変位測定システムの改良を行うものである.レーザスペックル法および同期レーザ法という技術を用い,近紫外光であるレーザ波長を用い,且つピコ秒パルスレーザ光源を用いることで,鏡面圧電振動デバイスを正確にそして絶対振動変位量をナノメートル(nm)分解能オーダーで制御し究極の2次元振動変位分布を求めていくものである.近紫外レーザを用い鏡面の反射率を求め,従来のレーザスペックル法に加え,絶対振動量を測定するシステムを構築し装置の改良を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

精度良く高感度の部分を見つけるために新たに製作したレーザドップラ干渉計とレーザスペックル法を結合したシステムを構成するためのスキームを統合する.まずイメージ転送では1度ではCCDカメラの感度が不足するので平均20回程度に分けて転送する.比測定対象である水晶振動子であるがここでは当初100MHzであったが10MHzまで測ることとした.従って任意波形ジェネレータには正弦波での規格値20 MHzを使用し,同様に近紫外レーザには50ピコセカンド(同10 MHz)を有しているものを使用する.周波数標準はセシウム原子発振器(10-13の絶対精度)を用い,周波数のずれを抑える.

報告書

(6件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 13件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Laser SpeckleのためのUV光を用いた鏡面測定2021

    • 著者名/発表者名
      馬 インコウ, 王 景, 渡部 泰明, 佐藤 隆幸
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 141 号: 1 ページ: 59-60

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.141.59

    • NAID

      130007965306

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 年月日
      2021-01-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] FOREWORD Ultrasonic Electronics2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuaki Watanabe
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 号: SG ページ: SG0001-SG0001

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab2113

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect on phase-noise characteristics of Butler oscillator circuits having quartz crystal resonators on Base terminals2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuaki WATANABE, Yufeng XIN, and Katsuaki SAKAMOTO
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 号: SG ページ: SGGC01-SGGC01

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab0ba3

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 非線形モデルを用いた狭帯域コルピッツ発振回路におけるキャリア近傍位相雑音の評価2019

    • 著者名/発表者名
      坂元克明, 渡部泰明
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C

      巻: 139 ページ: 83-84

    • NAID

      130007542162

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 圧電振動子測定におけるレーザパルス法を用いたデューティー比および位相角について2022

    • 著者名/発表者名
      原 健悟,西原涼介,渡部泰明
    • 学会等名
      2022圧電デバイスシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] レーザスペックル干渉計における水晶の 鏡面振動変位レーザスペックル干渉計における水晶の鏡面振動変位特性2021

    • 著者名/発表者名
      王景, 原健悟, 鐘雨軒, 渡部泰明
    • 学会等名
      圧電材料・デバイスシンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Absolute Vibration Displacement of Piezoelectric Resonators on Polished Surfaces by Laser Speckle Interferometer2021

    • 著者名/発表者名
      Jing Wang, Yasuaki Watanabe, Kengo Hara
    • 学会等名
      EFTF-IFCS2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of laser-pulse methods in piezoelectric device analyses using laser speckle interferences Laser Speckle2021

    • 著者名/発表者名
      Kengo Hara, Yasuaki Watanabe, Ryosuke Nishihara
    • 学会等名
      UltraSonic Electronics (USE) symposium
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] QCM method using 100MHz SC-cut crystal units - examination of viscoelastic loads -2021

    • 著者名/発表者名
      Yingbo Sun, Yasuaki Watanabe, Yuta Aoki
    • 学会等名
      UltraSonic Electronics (USE) symposium
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Oscillation frequencies and Q value of QCM generator2021

    • 著者名/発表者名
      Yasuaki Watanabe, Yuuta Aoki, Yingbo Sun, and Yuuki Okamoto
    • 学会等名
      UltraSonic Electronics (USE) symposium
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] レーザスペックル干渉法による鏡面振動変位分布絶対値測定およびレーザパルス法について2021

    • 著者名/発表者名
      渡部泰明, 王景, 原健悟
    • 学会等名
      日本音響学会講演論文集
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] レーザスペックルを用いた振動変位分布絶対値の評価とレーザパルス法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      渡部泰明, 王景, 原健悟
    • 学会等名
      第82回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of polished surface vibration displacement of piezoelectric resonators in laser speckle interferometers2020

    • 著者名/発表者名
      Jing Wang, Yuxuan Zhong, Yasuaki Watanabe, Takayuki Sato
    • 学会等名
      2020 Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of Corrector Filter on Phase Noise Characteristics of Butler Crystal Oscillators2020

    • 著者名/発表者名
      Yuxuan Zhong, Jing Wang, Yasuaki Watanabe and Katsuaki Sakamoto
    • 学会等名
      2020 Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of polished surface vibration displacement of piezoelectric resonators in laser speckle interferometers2020

    • 著者名/発表者名
      Jing Wang, Yasuaki Watanabe
    • 学会等名
      The 17th IEEE Transdisciplinary-Oriented Workshop for Emerging Researchers
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 鏡面のLaser Speckle 干渉を目指した圧電振動変位計測2019

    • 著者名/発表者名
      王 景,マ インコウ,渡部泰明
    • 学会等名
      第48回 EMシンポジウム プログラム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Laser Speckle干渉を目指した鏡面圧電振動変位の計測2019

    • 著者名/発表者名
      王 景,マ インコウ,渡部泰明
    • 学会等名
      学術振興会 弾性波素子技術 第150委員会 第157回研究会資料
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] BJTのベースとエミッタに水晶振動子を用いたバトラー発振器キャリア位相雑音の実測2019

    • 著者名/発表者名
      渡部泰明
    • 学会等名
      学術振興会 弾性波素子技術 第150委員会 第157回研究会資料
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Phase-noise characteristics of Butler oscillator circuits having quartz crystal resonators on Base terminals2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuaki WATANABE
    • 学会等名
      2019 Taiwan and Japan Conference on Circuits and Systems (TJCAS 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection of vibrational displacement of Laser Speckle interference by measurement of polished surface on piezoelectric device2019

    • 著者名/発表者名
      Jing Wang,Yasuaki Watanabe,Takayuki Sato
    • 学会等名
      IEEJ Technical Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Laser Speckle干渉計による655nmおよび377nmに対する応答について2019

    • 著者名/発表者名
      王 景,渡部泰明,マ インコウ,辛 宇風,佐藤隆幸
    • 学会等名
      第66回応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Polished Surface Measurements at Ultraviolet Wavelengths (377 nm) for Laser-speckle Methods2018

    • 著者名/発表者名
      Yunhao Ma, Yasuaki Watanabe
    • 学会等名
      日本学術振興会 弾性波素子技術第150委員会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of Base Filters on Phase-Noise Characteristics of Butler Crystal Oscillators2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuaki Watanabe, Yufeng Xin, Yunhao Ma, Jing Wang and Katsuaki Sakamoto
    • 学会等名
      UltraSonic Electronics (USE) symposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experiment and Simulation of Polished Surface Reflections using Ultraviolet Laser Diodes for Laser Speckle Interferometers2018

    • 著者名/発表者名
      Yunhao MA, Yasuaki WATANABE,Yufeng Xin, Jing Wang and Takayuki SATO
    • 学会等名
      UltraSonic Electronics (USE) symposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Polished surfaces measurements for Laser Speckle Methods with Ultraviolet-rays2018

    • 著者名/発表者名
      マインコウ,辛宇風,渡部泰明,佐藤隆幸
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Polished Surface Measurements at Ultraviolet Wavelengths for Laser-speckle Methods2017

    • 著者名/発表者名
      マインコウ,渡部泰明,佐藤隆幸
    • 学会等名
      USE2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Polished surfaces measurements at Ultraviolet(377nm)Wavelengths2017

    • 著者名/発表者名
      マインコウ,渡部泰明
    • 学会等名
      IEEE TOWERS
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] IoTを用いたQCM発振器Q値の測定2021

    • 著者名/発表者名
      渡部泰明,孫 英博,青木佑太
    • 総ページ数
      3
    • 出版者
      日本工業出版 超音波テクノ
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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