| 研究課題/領域番号 |
20H02040
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18020:加工学および生産工学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
道畑 正岐 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (70588855)
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| 研究分担者 |
高橋 哲 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (30283724)
門屋 祥太郎 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (60880234)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2020年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
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| キーワード | Whispering gallery mode / テーパ光ファイバー / 球 / 直径 / 伝搬定数 / 光ファイバー / 近接場 / 光共振 / ビート周波数 / WGM共振 / 球体 / 屈折率 / 自律校正 / Goos-Haenchenシフト / 偏光 / SNOM / 有限要素解析 / 近接場プローブ / 定在波 / テーパ光ファイバ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
質量の基準となる高精度な計測原理を構築するため、直径94 mmから94 μmのシリコン球の計測が求められている。本研究では、球の中を周回共振する光の伝搬形態であるWGMという光学現象を用いて計測する原理を提案している。球の円周長を測定し、そこからシリコン球の直径を計測する。円周長は共振する光波長の倍数で正確に求められる。この倍数を正確に求めること、球の屈折率を測定することで、超高精度なシリコン球の計測原理確立を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、高精度な質量トレーサビリティ体系構築に向け、φ94 mmからφ94 μmの幅広いシリコン球体に対して、同一測定原理でその直径を相対精度1.0×10-6で測定可能な技術確立を目的とした。そのために、Whispering gallery mode (WGM)共振という 光共振現象を用いた手法を提案しており、本研究課題では特に、WGMのモード番号推定と屈折率自律補正法によって、本手法の計測不確かさ改善を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
具体的にな成果については、まず「WGM励起光ファイバー直径計測法の確立によるWGM伝搬定数の推定法」を確立した。従来、1 μm以下の細い光ファイバーをその場環境で測定する技術はなく、本研究で、これを確立することができた。また、WGMは広く用いられている技術であるものの、そのモード解析および屈折率の補正方法についての報告例は非常に少ない。本研究では、「近接場光の直接検出によるWGMモード番号の推定」「WGMのモード解析による屈折率補正方法の提案とその手法の検証」を行い、今後のWGM研究における特性理解について貢献することが期待される。
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