| 研究課題/領域番号 |
20K22417
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0302:電気電子工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 芝浦工業大学 |
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研究代表者 |
李 ひよん 芝浦工業大学, 工学部, 助教 (30870787)
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| 研究期間 (年度) |
2020-09-11 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 光ファイバセンサ / ブリルアン散乱 / プラスチック光ファイバ / 防災技術 / 非線形現象 / テーパー加工 / アクリルプラスチック光ファイバ / 分布計測システム / 非線形光学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、従来困難であったアクリルプラスチック光ファイバ（POF）中のブリルアン散乱の世界初観測および特性解明に挑戦する。これは、可視光帯での実装やテーパー加工、ポンプ・プローブ法などの独自手法を組み合わせることで実現する。続いて、これを用いた分布計測システムおよび各種デバイスの実現を目指す。本研究により、ポリマー光物性の知見を高めることができる上、低廉性・既存インフラとの高整合性・高堅牢性・高制御性などのメリットを兼ね揃えたシステムの実現が望める。
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| 研究成果の概要 |
アクリルプラスチック光ファイバ（POF）中のブリルアン利得スペクトルの観測を可視光帯で試みたが、信号対雑音比（SNR）が低く、明瞭な観測には至らなかった。しかし、SNR向上のための様々な方策を施す過程で、別の切り口での多くの成果が得られた。まず、フレネルアシスト方式に基づくブリルアン散乱観測系の最適化に成功した。具体的には、独立した参照光路を撤廃し、測定ファイバの開放端に反射率可変ミラーを設置した簡素なブリルアン観測系を提案し、SNRの最大化を達成した。また、高価かつ大型の電気スペクトラムアナライザを使用せずに光ファイバ中のブリルアン周波数シフトを検出する手法を提案し、その基本動作を実証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ブリルアン散乱に基づく歪や温度の分布型光ファイバセンシング技術は、社会インフラの健全性を診断するための手法として世界中で注目を集めている。実験室レベルでは、サブcmオーダの空間分解能でkmオーダの光ファイバに沿った分布測定が実証されるなど、その進展は著しい。しかし、光ファイバセンシング技術が広く社会に浸透し、安全な人類生活に貢献するために避けては通れない壁が、その高いコストおよび大型のデバイスの使用である。本研究で得られた成果は、ブリルアン散乱を観測するための実験系を低廉化し、かつ、大型装置の使用を撤廃し可搬性を向上するものであり、今後の技術普及を促進する重要な成果であると考えている。
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