| 研究課題/領域番号 |
13555078
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
電力工学・電気機器工学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
日高 邦彦 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90181099)
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| 研究分担者 |
松岡 成居 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (10114646)
千葉 政邦 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (20011140)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2002
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| キーワード | 気体 / カー効果(Kerr効果) / 電界 / 測定 / 非接触 / 電気光学効果 / 位相変調器 / 大気圧空気 |
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| 研究概要 |
本研究では気体自身の電気光学効果(カー効果)を利用し、従来の測定手法では不可能であった、空間電荷が存在する場における気体の電界分布を、被測定対象に一切の擾乱を与えることなく定量的に正確に測定できる非接触電界分布計測システムの完成を目的としている。気体カー効果による電界計測システムは、投光部(レーザ、偏光子、位相変調器)、多重反射ミラーユニット、受光部(O/E変換器、信号増幅器)、高電圧印加部(電極、被測定気体、高圧電源)、測定部収納容器、から構成される。
光学システムの設計においては、光の偏光状態の設計及び最適位相角、動作点の算出を行い、それに合致する位相変調器、信号増幅器の選択を行った。光学・機械系では、多重反射ミラーユニットの設計、適切な光源、光学部品の配置、選択、および、レーザ光束位置調節機構の設計、試作を行った。
次に、被測定気体種類、圧力の選択を文献情報に基づき実施し、SF6ガス、炭酸ガス、窒素ガス、空気の1〜4気圧をその候補とした。予備実験として電気光学結晶に微小電界を印加し、位相変調器つき光源より光を透過した状態で受光部における光学系応答を実測し、S/N比、検出可能最小信号の評価を行った。
平行平板ギャップによる平等電界を試作したシステムを用いて測定し、特性評価を行い、10kV/cm程度の気体の電界測定が可能であることが明らかになった。従来、例がなかった大気圧空気のカー効果の測定について、本システムを導入し交流平等電界の測定を行った。その結果、大気圧空気のカー効果の測定に成功し、そのカー定数が1.3×10^<-1S>[m/V^2]であることを、初めて見出した。
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