光波コヒーレンス関数の合成・掃引法の特性向上とその分布型センシングへの応用

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07455166
• 研究種目: 一般研究(B)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 保立 和夫 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (60126159)
• 研究分担者: 山下 真司 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (40239968)
• キーワード: 光波コヒーレンス関数 / リフレクトメトリー / 光回路診断 / スマート材料・構造 / 光波センシング

研究概要

平成7年度は、著者らが新たに開発したリフレクトメトリー手法、p-OCDR(phase-modulating optical coherence domain reflectometry)法に関して、当初の研究計画に沿った研究が順調に展開でき、以下の成果を得た。
1.p-OCDR法における性能劣化要因について理論的に解析した。解析の結果、光波コヒーレンス関数を合成するときの最大の性能劣化要因である、半導体レーザの注入電流-発振周波数間の非線形性の影響が、従来の手法に比べて抑制されることが示された。
2.p-OCDR法における種々の性能劣化要因に関して、これをそれぞれ補正する手法を開発した。まず、半導体レーザの注入電流-発振周波数間の非線形性について、これを精密に測定する手法を確立し、位相変調のみでこれを補正できることを示した。加えて、半導体レーザの周波数応答の影響について評価する手法を提案し、その影響を位相変調を利用して抑制する手法も開発した。
3.合成される光波コヒーレンス関数が本質的にもつサイドローブを、位相変調により窓関数を実現して抑制する手法を開発した。従来行われていた振幅変調による窓関数の実現手法では量子化誤差による影響のため、精密計測への適用は不可能であったが、本手法によりこれが可能となった。
4.上記で開発した手法を用いて実際にp-OCDR法によるリフレクトメトリー系を構成し、空間分解能1.2mmを実現した。これは光波コヒーレンス関数の合成を利用したリフレクトメトリーとして最高の空間分解能である。また、反射光測定のダイナミックレンジとして100dB以上を達成した。

研究成果

• [文献書誌] T.Okugawa and K.Hotate: ""Optical information processing by synthesis of the coherence function-Photonic/video hybrid system-"" IEICE Transaction on Electronics22GD01:E78-C. 1286-1291 (1995)
• [文献書誌] T.Okugawa and K.Hotate: ""Real-tima optical image processing by synthesis of the coherence function using real-time holography"" IEEE Photonics Technology Letters22GD02:8. (1996)
• [文献書誌] K.Hotate,T.Okugawa and T.Saida: ""Applications of synthesis of the optical coherence function:1-dimensional reflectometry and 3-dimensional optical image processing"〈Invited〉" In Proc.EOS/SPIE Distributed and Multiplexed Fiber Optic Sensors V. 2507. 66-77 (1995)
• [文献書誌] K.Hotate and T.Saida: ""Synthesis of coherence function and its application to photonic sensing" 〈Invited〉" In Proc.CLEO/Pacific Rim'95. 53- (1995)
• [文献書誌] T.Okugawa and K.Hotate: ""Synthesis of abitary shape of optical coherence function using phase modulation for optical information processing"" In Proc.CLEO/Pacific Rim'95. 156- (1995)
• [文献書誌] T.Saida and K.Hotate: ""Methods to improve dynamic range and sensitivity in phase-modulating optical coherence domain reflectometry"" In Proc.Intenal.Conf.on Optical Fiber Sensors. (発表予定). (1996)
• [文献書誌] K.Hotate: "Selective image retrieval by synthesis of coherence function,a chapter in "Ul-trafast and Ultra-Parallel Optical electronics"" Ohmusha/Wiley, 561-569 (1995)