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光空間エンコード化に基づくレーザドップラー3次元空間速度ベクトル分布計測法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K04426
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21030:計測工学関連
研究機関香川大学

研究代表者

丸 浩一  香川大学, 創造工学部, 教授 (00530164)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード計測工学 / 計測機器 / 速度分布計測 / レーザドップラー速度計 / 速度計測
研究開始時の研究の概要

申請者は,光を用いた非接触な速度分布計測技術として,精密な位置情報取得を可能とする光空間エンコード化と,高精度かつ空間分解能の高い計測が可能な差動型レーザドップラー速度計測技術を利用した手法を提案してきた.本研究では,提案手法を発展させ,高精度で扱いやすい新たな3次元空間速度ベクトル分布計測方法を確立するための技術開発を行い,使い勝手の良い装置を実現するための道筋を模索する.

研究成果の概要

光空間エンコード化と差動型レーザドップラー速度計測技術を利用した3次元空間速度ベクトル分布計測方法を確立するための技術開発を実施した.その成果として,4×4×5の測定点を配置した実験系により提案手法で一速度成分の3次元速度分布計測が可能であることを実証した.また,速度ベクトルの各成分を計測するための測定系を開発した.さらに,集積化の基礎検討としてNb2O5/SiO2系材料を用いた入出射用高効率グレーティングカプラの設計を行い,光学系小型化への見通しを得た.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の提案手法により,3次元空間内の精密な位置情報取得を可能としたファイバ光学系による扱いやすい3次元速度分布計測装置が実現できる.この結果,産業分野や医療分野等,様々な分野への貢献が期待できる.また,光学系を集積化することで,マイクロ流路等の微小領域で高精度に速度分布を計測するための超小型装置の実現が期待でき,創薬等に利用されるマイクロ流体デバイスの開発等に役立てることができる.

報告書

(4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
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Two-dimensional spatially encoded cross-sectional velocity distribution measurements based on coherent bias-frequency encoding and wavelength-division multiplexing2021

    • 著者名/発表者名
      K. Maru
    • 雑誌名

      Opt. Commun.

      巻: 485 ページ: 126740-126740

    • DOI

      10.1016/j.optcom.2020.126740

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-dimensional distribution measurement of in-plane velocity component using bias-frequency spatial encoding2021

    • 著者名/発表者名
      K. Maru, Y. Hashimoto, S. N. A. B. Abd Ghafar
    • 雑誌名

      Opt. Eng.

      巻: 60 号: 03

    • DOI

      10.1117/1.oe.60.3.034108

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differential laser Doppler velocimetry for cross-sectional velocity distribution measurements using 48-channel spatial encoding and nonmechanical scanning2019

    • 著者名/発表者名
      K. Maru, Y. Yoshida, M. Yukinari, R. Kimura
    • 雑誌名

      Opt. Rev.

      巻: 26 号: 5 ページ: 487-492

    • DOI

      10.1007/s10043-019-00544-0

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of transmission-type refractive index sensor, based on silica planar lightwave circuit using combination of refractive angle and phase measurements2019

    • 著者名/発表者名
      K. Maru
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 19 号: 19 ページ: 4095-4095

    • DOI

      10.3390/s19194095

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Nb2O5-based grating coupler employing multiple Nb2O5/SiO2 layers in integrated probe for cross-sectional velocity distribution measurement2021

    • 著者名/発表者名
      K. Maru, Y. Yamamoto, K. Nakatsuhara
    • 学会等名
      26th Microoptics Conference (MOC2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 空間エンコード化と波長走査を組み合わせた3次元速度分布計測方法2021

    • 著者名/発表者名
      山地陽翔,S. N. A. B. Abd Ghafar,丸浩一
    • 学会等名
      令和3年度SICE四国支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Velocity distribution measurements based on differential laser Doppler velocimetry2020

    • 著者名/発表者名
      K. Maru
    • 学会等名
      30th International Symposium on Imaging, Sensing, and Optical Memory (ISOM’20)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Simultaneous cross-sectional velocity distribution measurements using laser Doppler velocimeter employing 7 × 8 spatial encoding2019

    • 著者名/発表者名
      M. Yukinari, K. Maru
    • 学会等名
      24th Microoptics Conference (MOC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of chirped focusing grating coupler in Nb2O5-based integrated probe for laser Doppler cross-sectional velocity distribution measurement2019

    • 著者名/発表者名
      S. Doi, K. Maru, K. Nakatsuhara
    • 学会等名
      24th Microoptics Conference (MOC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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