| 研究課題/領域番号 |
22K18747
|
|---|
| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
中区分18:材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 東京大学 |
|---|
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)
|
|---|
| 研究分担者 |
高橋 哲 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (30283724)
門屋 祥太郎 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教 (60880234)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
|
|---|
| キーワード | 光ファイバ / Mie散乱 / 直径計測 / テーパ光ファイバー / 細径ファイバー / 定在波 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、光学手法による次世代極細光ファイバ (直径100 nmから数μm)の直径を10 nm以下の精度で“その場”計測する新規原理を提案し、その計測原理の実験検証および精度評価を目的とする。Mie散乱理論を基にした従来の光学計測手法は、光ファイバの直径が光波長以下になると、直径推定は難しい。我々はこの限界の突破に挑戦する。2方向から光を照射する定在波照明は、照明光が空間的強度分布を持ち、光強度ゼロの破壊的干渉位置には散乱光は発生しない。つまり、照明光強度分布を掛け合わせた散乱光強度分布が得られるため、φ700nm以下でも、直径変化に対する散乱光強度分布の変化が得られ、高精度計測できる。
|
| 研究実績の概要 |
次世代光集積回路の一部として、非線形光学効果を発現する直径数μm以下の極細光ファイバが注目されている。その極細光ファイバの設計性能を正しく発揮するためには直径管理が重要であるが、要求を満たす計測手法は存在しない。そこで、本研究では、光学手法による次世代極細光ファイバ (直径100 nm~数μm)の直径を10 nm以下の精度でその場計測する新規原理を提案し、その計測原理の実験検証および精度評価を目的とする。Mie散乱理論を基にした従来の光学計測手法は、光ファイバの直径が光波長以下になると、直径推定は困難となる(計測限界はφ700nm程度)。我々はこの限界の突破に挑戦する新規計測原理を提案する。
2方向から光を照射する定在波照明は、照明光が空間的強度分布を持ち、光強度ゼロの破壊的干渉位置には 散乱光は発生しない。つまり、照明光強度分布を掛け合わせた散乱光強度分布が得られるため、φ700 nm以下でも、直径変化に対する散乱光強度分布の変化が得られ、高精度計測できる。本年度は、計測システムの構築し、計測原理を実験的に検証し、その有効性を示し、直径500 nm程度のファイバに対して計測行い、その計測性能について確認した。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
初年度は理論的検証および装置設計・試作を計画していた。理論的、解析的に計測原理について確認し、その原理の有効性を示すことができた。また、計測システムを構築し、計測理論との整合性を確認することができた。
|
| 今後の研究の推進方策 |
今後は、試作装置を用 いて、極細光ファイバ計測原理を実験的に検証する。極細光ファイバ計測において 最も懸念すべきは、周辺空気揺らぎである。まず、空気揺らぎを抑えるための囲いを施した状態で、測定原理検証およびSEM測定との比較による計測精度評価を行う。次に、空気擾乱による定在波位相揺らぎがあるその場環境下での測定に挑戦する。
|
