| 研究課題/領域番号 |
20K04505
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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 | 東京都市大学 |
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研究代表者 |
高木 晋作 東京都市大学, 理工学部, 講師 (70386358)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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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 |
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 動的光散乱 / 二重ロックイン検波 / 多重散乱 / 光強度変調 / Davidson-Cole関数 / ソフトマター / 二重ロックイン検出 / コロイド |
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| 研究開始時の研究の概要 |
白濁した試料中の粒子の運動を動的光散乱法で研究しようとすると、光が多重散乱されるため、測定結果（スペクトル）が歪んでしまう弊害があった。研究者が開発した新しい測定法は、多重散乱が強く起こる白濁試料に対しても多重散乱成分を完全に排除した分光が可能であるが、白濁試料中の粒子運動を調べるのに必要な低周波数領域では、より高い周波数分解能を必要とした。そこで、本研究では二重ロックイン検出を用いた測定法の高分解能化および低周波数領域への拡張を図る。
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| 研究成果の概要 |
測定系の周波数分解能の向上をはかるため、光学系の改良に取り組んだ。2本の励起光のうち一方に光チョッパーによる強度変調を加えて干渉縞の明滅周波数を数Hzレベルまで遅くして二重ロックイン検出を図った。しかし、干渉縞の明滅で励起される拡散運動では周波数の正負が弁別不可能になり、本来複素スペクトルとして観測されるべきものが、パワースペクトルと等価な単一成分のスペクトルとして観測されることが理論的に予測された。この予測を検証したところ、明滅固定干渉縞は高分解能化を可能にする反面、スペクトルからは位相情報が失われ多重散乱除去能が損なわれることが明らかになった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
拡散波分光に代表される従来の白濁試料測定法では白濁の度合いによって解析法を変えなければならなかった。われわれの測定技術は白濁の度合いによらず測定できる反面、特に低周波数領域では分解能が不十分であった。そこで本研究の目的達成により、純溶媒から白濁溶液までの広範囲の濃度領域を高周波・低周波を問わず包括的に研究可能にすると期待された。本研究で用いた強度変調による二重ロックイン検波は高分解能化には寄与する一方で、多重散乱除去能は失われることが解明され、白濁度と周波数領域の双方で包括的研究を進めるには周波数変調による高分解能化が不可欠であることが見出された。
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