| 研究課題/領域番号 |
19K04437
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21030:計測工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 |
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研究代表者 |
水野 貴秀 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (50270442)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 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: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | LIDAR / ドップラーLIDAR / ガイガーモード / MPPC / 干渉計の構成 / フォトイベントの確認 / FMCW |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ドップラーLIDARでは、ドップラー周波数を測定するために、送信光の一部と受信光を干渉計に入れて干渉縞を測定するヘテロダイン検波が使われている。本研究では、SiPM（複数のガイガーモードAPDピクセルを持つデバイス）をヘテロダイン検波に使用した場合の特性を明らかにし、ドップラーLIDARの検出器として使用するための手法を実験的に確立する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では，フォトンカウンティングが可能な高感度検出器Si-PMをドップラーLIDARに適用して高感度化をはかる手法を提案し，実験により実証した．私たちは，Si-PM検出器からの出力がフォトイベントの発生頻度が入力レベルと比例することに着目し，通常はPDが使用される連続波のドップラー周波数測定に対してSi-PM検出器を適用する方法を提案しました．実験では，直動システムを使用して0.3～0.8 m/sの等速直線運動を行うプリズムからのドップラー周波数をフォトイベントの発生頻度から測定することに成功し，当初の目的を達成した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は，通常はPD等が用いられる連続波を使用したドップラーLIDAR (LIght Detection And Ranging) の検出器に，高感度なガイガーモードAPDを適用することによって，受信感度を2～3桁程度高めることである．複数のガイガーモードAPDをアレイ化して1素子にした高感度なフォトンカウンティングデバイス(Si-PM)の適用によって受信感度の改善をはかり，測距限界の延伸あるいは送信光源の省電力化が実現できる．現在、LIDARは自動車、ドローンなどの自動自律運転に重要なセンサーとされている中で、その実装に寄与する本研究は社会インフラの発展への貢献が期待できる。
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