| 研究課題/領域番号 |
04452098
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
物理計測・光学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
朝倉 利光 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (70001188)
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| 研究分担者 |
原田 康浩 北海道大学, 電子科学研究所, 助手 (80198928)
岡本 卓 北海道大学, 電子科学研究所, 助手 (40204036)
魚住 純 北海道大学, 電子科学研究所, 助教授 (50184982)
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| 研究期間 (年度) |
1992 – 1993
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| キーワード | レーザー光多重散乱 / 動的光散乱 / 拡散板 / 粒子懸濁液 / ブラウン運動 / 粒径計測 / 流速計測 / 波長相関 |
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| 研究概要 |
1.光多重散乱の物理モデルとして、互いにある間隔をおいて重なり合った複数枚の拡散板にレーザー光を照射したものを用い、拡散板の運動状態とそこから得られる散乱光の時間特性との関係を理論的に考察した。その結果、結像系を用いたときにはその解像力を変えることで拡散板の相対速度と絶対速度をある程度区別して検出できることが明かとなった。従来の動的光散乱法では、散乱角を固定するために自由伝搬系が主に用いられていたが、このモデルで得られた結果から結像系の特性を有効に活用することで新たな測定法が生まれる可能性が示された。
2.微粒子懸濁液から生じる動的散乱光を検出するための光学系を作製し、粒子濃度を変化させて単一散乱領域から多重散乱領域に渡り散乱光の強度変動を測定・評価した。一様に移動するブラウン運動粒子からの多重散乱光は、並進成分およびランダム運動成分による影響を同時に受けるため、これらを区別することは従来困難であった。しかし、理論結果に基づき照明・検出系を構成した結果、ブラウン運動を利用する粒径測定および粒子の全体運動を利用する流速測定を同一測定系で行うことが可能となった。
3.微粒子懸濁液に二波長相関法を適用し、多重散乱光の時間特性を実験的に解析した。二つの異なる波長をもつコヒーレント光を試料に照射し、二波長の散乱光強度ゆらぎの相互相関関数を測定・評価した。その結果、相関係数は個々の粒子の散乱断面積および粒子数密度に依存しているため、粒子径および濃度測定に利用できることが示された。また、相関時間を測定した結果、ブラウン運動の影響が除去され、散乱体の流速のみを選択的に抽出できることが明らかとなった。さらに、測定値は粒子濃度にほとんど依存しないことも示された。以上の結果から、新たなレーザー速度計測の原理を提案した。
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