| 研究課題/領域番号 |
20H02158
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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21030:計測工学関連
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
田中 洋介 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20283343)
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| 研究分担者 |
塩田 達俊 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (10376858)
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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 (2022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: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2020年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
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| キーワード | 光ファイバセンサ / 曲げセンサ / FBGセンサ / マルチコアファイバ / 二光子吸収応答 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、複数の光路を一本にまとめた光ファイバであるマルチコア光ファイバを用い、曲げの大きさと向きの多点計測が可能なセンサ実現を目指す。そのために、研究代表者らによる独自手法である「受光素子の二光子吸収応答系による多点光ファイバ回折格子センサ」を発展させる。このセンサは、大型構造物の診断、ロボットアームの曲げセンシング、医療用カテーテルの曲げ監視等、様々な分野に応用できる。
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| 研究成果の概要 |
光ファイバに沿う複数点で曲げの大きさと向きが計測可能な光ファイバセンサを研究した。代表者研究室の技術である「受光素子の二光子吸収応答による光信号の強度相関計測」により、光信号処理系をシンプルにした。複数光路が一本にまとめられた「マルチコア光ファイバ」を用い、1点の曲げに対して生じるファイバ断面内の複数の歪みを各コアの光信号の変化から検出し、曲げの大きさと向きの同時計測を実現した。様々な計測高速化手法の検討した他、カテーテルの曲げ計測応用を手掛けた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では曲げの大きさと向きの多点計測が可能な光ファイバセンサの実現、計測の高速化、一応用として医療用カテーテルへの適用を行った。受光素子の二光子吸収応答で実現したシンプルな光信号処理とその高速化は、曲げ、変位、距離等を計測する様々な光システムの高速化への波及効果が期待できる。また、実現した曲げセンサは、橋梁、トンネル等に組み込めば構造物診断が可能な他、医療用カテーテル、ロボットアームの曲げ計測などへの応用も考えられる。これらのセンサデータが信頼性の高い1次データとしてネットワークに供給され、適切に運用されることで、安全で安心な社会の実現に貢献できると期待できる。
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