| 研究課題/領域番号 |
11650258
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| 研究機関 | 岐阜工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
熊崎 裕教 岐阜工業高等専門学校, 電気工学科, 助教授 (70270262)
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| 研究分担者 |
羽根 一博 東北大学, 工学部, 教授 (50164893)
稲葉 成基 岐阜工業高等専門学校, 電気工学科, 教授 (30110183)
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| キーワード | 光学センサ / 石英コア振動子 / 共振特性 / 戻り光 / 振動検出 / グレーティングファイバ |
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| 研究概要 |
光ファイバ上に製作した石英コア振動子の共振特性の変化から振動子周囲の物理量を測定する光ファイバセンサは1本の光ファイバにより構成できる特徴がある。しかし、一般的なGI型マルチモードファイバから製作した石英コア振動子からの戻り光を用いて振動検出を行った場合、測定できたのは共振周波数が5kHz程度までである。そこで、グレーティングファイバから石英コア振動子を製作し、振動検出に有効性が生じないかと考えて検討を行うことにした。ファイバグレーティングはファイバコアの紫外光誘起屈折率変化を用いて光ファイバ上にブラッグの回折格子を形成したもので、特定波長の光のみを反射する反射フィルタとして機能する。回折格子を内蔵した振動子の場合、振動による曲げのために反射波長が変化し振動子からの戻り光の強度が変化する可能性がある。
今回は、KrFエキシマレーザを用いた二光束干渉法により、GI型マルチモードファイバ上の十数mm程度の領域に、回折格子を形成した。反射率は20%、半値幅は7nm程度であった。回折格子部分のクラッドを除去した後、残ったコアの片側にレーザ光を吸収するためのCrを、その上に、レーザ光を閉じこめるためのAuをコアの全周にわたって蒸着した。励振用パルスレーザ光と波長の異なる振動検出用直流レーザ光を合成し、光ファイバを介して石英コア振動子に照射した。Cr蒸着面での励振用レーザ光の吸収により、振動子は光熱振動する。光の照射周期が梁の機械共振周波数と一致すると振動子の共振振動が励起される。共振特性は概ね振動子自身によって決まるが、周囲の物理量によっても若干変化するので、共振特性の変化から物理量を測定することが可能となる。
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