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2018 年度 実績報告書

計測要求に能動的なインライン絶対測長器の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K17743
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

韋 冬  長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (70610418)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワード光周波数コム / パルス繰返し間隔長 / 測長 / フーリエ変換法 / 位相クロス点 / 変調・復調 / 包絡線 / 周波数フィルタ
研究実績の概要

2009年7月、日本の計量法に定められた長さの国家標準(特定標準器)がフェムト秒光周波数コム(以下、光周波数コム)へと変わった。光周波数コムの繰返し周波数 が安定しているため、隣接したパルス繰返し間隔長(adjacent pulse repetition interval length,APRIL)もメートルの実現に応用できる。APRILによる長さ計測を実現するには、変形マイケルソン干渉計を提案している。それは重なった二つの干渉計である。それぞれ、バランスしたマイケルソン干渉計とアンバランスしたマイケルソン干渉計である。両干渉計が物体鏡以外は共通する。両物体鏡間の距離は計測したい長さである。両物体鏡からの反射光による干渉縞をそれぞれ取得できる。これまでは、干渉縞の線形検出が使われていたが。本研究はその非線形検出を研究した。それにより、測長に使えるパラメータは基本波と2倍波による包絡線ピークとその位相ゼロクロス点に4つになる。

干渉縞から距離情報を特定するために、フーリエ変換法を利用し、包絡線または位相を再建する。この再建にフーリエ変換法が使われる。その中で周波数領域に置いて、信号とノイズを区別するためにフィルタリングという操作がある。どのようにフィルタを選択するのか、明確な基準はなかった。周波数スペクトルがつよい信号のみを包絡線再建に選択すればよい。しかし、包絡線再建に複数の周波数を選択すれば、平均に使う周波数が増える。変調・復調という観点からは、より広い周波数成分を選択すれば、元の信号が再建される。測長を実現するためには、正しい包絡線ピークの位置だけを得ればよい。本研究は周波数ペアモデルを提案した。提案法を用いて、選択した周波数成分によって再建した包絡線に及ぼす影響を調べた。まだ、一連の包絡線、位相の分析法を提案し、検証した。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Xiamen University/Beijing Institute of Technology(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Xiamen University/Beijing Institute of Technology
  • [雑誌論文] Using phase of second-harmonic interference fringes as a position marker for detecting the zero optical path difference in a nonlinear pulse-train interferometer2019

    • 著者名/発表者名
      Dong Wei and Muzheng Xiao
    • 雑誌名

      Optical Engineering

      巻: 58 ページ: 034106(1-3)

    • DOI

      https://doi.org/10.1117/1.OE.58.3.034106

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Frequency pair model for selection of signal spectral components to determine position of zero optical-path difference in a pulse-train interferometer2019

    • 著者名/発表者名
      Wei, Dong Yang, Ping and Xiao, Muzheng
    • 雑誌名

      Optics Communications

      巻: 434 ページ: 124-127

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.optcom.2018.10.059

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Automatic selection of frequency domain filter for interference fringe analysis in pulse-train interferometer2018

    • 著者名/発表者名
      Wei, Dong and Aketagawa, Masato
    • 雑誌名

      Optics Communications

      巻: 425 ページ: 113-117

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.optcom.2018.04.080

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Securing noise-adaptive selection of interference signal by nonlinear detection2018

    • 著者名/発表者名
      Wei, Dong and Aketagawa, Masato
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 26 ページ: 19225-19234

    • DOI

      10.1364/oe.26.019225

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Phase information-assisted method to obtain position of zero optical path difference for a pulse-train interferometer2018

    • 著者名/発表者名
      Dong Wei Yusuke Nagata and Masato Aketagawa
    • 雑誌名

      Optical Engineering

      巻: 57 ページ: 1-5

    • DOI

      https://doi.org/10.1117/1.OE.57.11.114106

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Do we need all the frequency components of a fringe signal to obtain position information in a vertical scanning wideband interferometer?2018

    • 著者名/発表者名
      Wei, Dong Xiao, Muzheng and Yang, Ping
    • 雑誌名

      Optics Communications

      巻: 430 ページ: 234-237

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.optcom.2018.08.056

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ランダム雑音が距離情報特定点に及ぼす影響2018

    • 著者名/発表者名
      韋冬 and 明田川正人
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] パルス列干渉計における干渉信号抽出フィルタに関する提案 第1報:原理の提案及び数値計算による検証2018

    • 著者名/発表者名
      榎健太, 韋冬 and 明田川正人
    • 学会等名
      2018年度精密工学会春季大会学術講演会
  • [学会発表] 群分散遅延を利用した多パルス列干渉による絶対長さ計測 第2報 空間分割装置の構築と予備実験2018

    • 著者名/発表者名
      平諒生, 韋冬 and 明田川正人
    • 学会等名
      2018年度精密工学会春季大会学術講演会
  • [学会発表] 非線形光検出器による干渉縞から位置計測に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      韋冬 and 明田川正人
    • 学会等名
      OPJ2018
  • [備考] 研究者詳細

    • URL

      https://souran.nagaokaut.ac.jp/view?l=ja&u=100000303&a2=0000013&a3=0000032&sm=affiliation&sl=ja&sp=1

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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