| 研究課題/領域番号 |
20K04937
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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24020:船舶海洋工学関連
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| 研究機関 | 山梨大学 |
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研究代表者 |
中村 一彦 山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (40402086)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 水中光無線 / 可視光レーザー / 可視光LD / 水中光無線通信 / レーザーアレイ / 水中通信 / レーザアレイ / 可視光レーザ / 可視光 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究課題では，ギガビット級高速水中光無線通信における伝送距離の延伸を目的として，次に示す2点の検証を行う．
① 複数の可視光レーザビーム伝送での濁水中における距離延伸の効果の検証
② 指向性制御機能を有するレーザアレイ部の構築，およびその実験的評価
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| 研究実績の概要 |
本年度は，ギガビット級の高速水中光無線通信システムの実用化に向けて，通信距離延伸化への寄与が期待できる，送信光ビームに指向性制御機能を持たせることを目的として，可視光LDアレイの有効性を実験的に検討している．このために，昨年度の課題であった光軸ずれ解消のために新たに導入したファイバピグテール射出型の半導体LDを活用し，精密なビームステアリング実現のための実験を行い，受信信号のSN比の劣化に対する改善策を試行した．使用した半導体LDのファイバピグテール部にはシングルモードファイバが用いられているため，空間フィルタと同様にビームプロファイルを整形することが可能であり，実際に原理確認実験を行った結果，ほぼ真円の受信ビームプロファイルを確認した．製品選定の関係で，LD単体のSN比は従来の自由空間型半導体LDよりも劣化してしまったが，清水中で，2個のLDを利用してのマルチビーム伝送時の受信信号SN比は約+3dBと想定通りの改善が見られた．
濁水中での通信路検討においては，濁度標準液（カオリンおよびホルマジン含有）を用いて，長さ10cmの小型水槽を多数並べることで距離可変の濁水通信路を構築し，実験を行った．この実験により，飲料可能な濁度3度であっても，1m当たり約14dBもの減衰が生じることが確認され，想定よりも大きな吸収があることが明らかになった．一方で，濁水中で前述の2個のLDを用いたマルチビーム伝送を行った場合でも約+2dBもの改善が認められた．清水中と比べて改善SN比が下がっている点については，濁水中での光散乱によるビーム拡散が原因と考えており，今後，より詳細な原因究明とその対策の検討が必要である．
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