| 研究概要 |
本研究は,レ-ザ2焦点流速計(L2F)の小形化・低価格化および光学調整の簡便化を目的として,光ファイバあるいは半導体レ-ザをベ-スとした光学系さらには信号処理系を設計し,新型のL2Fを開発しようとするものである.本年度は,昨年度に引続き半導体L2Fの開発を行い,風洞試験等を行ってその性能を評価した.得られた主な知見は以下の通りである.
1.半導体L2Fについて
(1)口径48mm,焦点距離120mmの小形(324mm長×98mm幅×140mm高)軽量(5kg)の光学系ヘッドを作成した.
(2)光源として波長840mmの半導体レ-ザを,また光検知素子としてアバランシェフォトダイオ-ド(APD)を用いた.APDについては簡単な高速増幅回路を設計作成して,レ-ザ光感度の良好性を確認した.
(3)焦点構造の大きさを直径5μmの熱線を用いて測定し,焦点間距離が0.1mmおよび焦点深度が0.5mmであることを確認した.なお,焦点直径は10μmであった.
2.風洞試験結果について
(1)風洞底面にレ-ザ光を垂直に入射した場合でも,底面から1mmの距離まで測定可能であり,高SN比が確認された.
(2)流れ角についての確率分布を簡単な乱流計測シミュレ-ション結果と比較することにより,焦点直径と2焦点間距離の比が約0.1であることを確認した.低乱流における計測においてはブロ-ドニング効果が大きいが,2kHzのデ-タレ-トと80%の粒子通過率を実現し,計測時間の大幅な短縮化に成功した.
(4)風洞中に円柱を挿入しその後流を計測した結果,横方向乱れ強さが約20%の場合も十分計測できることが確認された.
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