• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2011 年度 実績報告書

痛みの分かる材料・構造の為の光相関領域法による光ファイバ神経網技術の機能進化

研究課題

研究課題/領域番号 21226011
研究機関東京大学

研究代表者

保立 和夫  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (60126159)

キーワード計測システム / 光ファイバセンサ / スマート材料・構造 / 分布型センシング
研究概要

「BOCDA法の機能進化:温度と歪の高精度・同時・分布センシング機能」では、偏波維持光ファイバのブリルアン散乱特性と複屈折特性を独自相関領域法で測定して温度と歪を同時・分布計測する技術において、測定レンジ延伸法を提案・実証し、空間分解能の制限要因を突き止めてその向上技術も提案し、約5倍の分解能向上を実証した。「BOCDA法の機能進化:分布量全体のダイナミックセンシング機能」では、相関ピーク(測定)位置を光ファイバ長手方向に自動掃引する技術とロックイン検波なしでも雑音低減可能な技術を提案して、全分布情報を毎秒20回測定することに成功した。
「ブリルアン散乱歪センシングのシステム構成の進化:BOCDR法の高性能化」では、提案した光源の周波数変調と強度変調を併用する新技術についてシミュレーション手法を確立して実験結果との比較検討で良い一致を示し、1cmの空間分解能と6000μεの高歪測定を両立させた。「ブリルアン散乱歪センシングのシステム構成の進化:簡素化BOCDA法」では、提案した温度と歪の同時・分布計測を可能とする簡素化システムを構築して、分離計測機能を実証した他、ポンプ光とプローブ光の時分割発生法の精度向上も果した。
「長尺FBG歪センシングシステムの機能進化」では、提案した長尺FBG分布型センサの多点配置システムにおいて、光源のコヒーレンス長を超えた遠方でも機能する技術、光ファイバに沿って複数存在する相関ピークから一つだけを分離検出する技術、相関ピークを位相変調で掃引する技術等を提案・実証した。
「痛みの分かる材料・構造の機能進化の実証」では、関連企業との共同研究にて航空機ヘルスモニタリング用にBOCDAに基づく温度と歪の同時・分布計測機を試作し、BOCDA法によるガラス光導波路の特性評価にも成功し、BOCPA法のプラント診断への応用も検討している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

温度と歪の同時計測での空間分解能制限要因の把握と解決法の実証、相関ピーク位置の自動掃引法の提案・実証、BOCDR法での強度変調併用による高分解能と大歪測定の両立、簡素化BOCDA法での温度歪分離計測系の提案・実証、PLC光導波路評価法実証、温度歪分離測定機試作など、当初計画を加速ないしは上回る成果が複数蓄積されている。

今後の研究の推進方策

当初計画に沿って研究を推進するが、それを加速ないし上回る提案・成果も得られており、それらも取り込んで研究を実行する。温度歪同時分布測定系では空間分解能向上の極限化も図る。全分布量高速測定技術では速度と歪感度の両立も図る。BOCDR法では空間分解能・歪レンジと距離レンジ拡大も実現する。ランダムアクセスの速度向上でのレンジ拡大、簡素化BOCDAでの温度歪同時測定系の機能進化も図る。長尺FBG多点化系では位相変調での測定位置掃引も実現する。試作機での航空機モニタリング等、機能実証も進める。

  • 研究成果

    (40件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (27件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Measurement range elongation based on temporal gating in Brillouin optical correlation domain distributed simultaneous sensing of strain and temperature2012

    • 著者名/発表者名
      R. K. Yamashita, W. Zou, Z. He and K. Hotate
    • 雑誌名

      IEEE Photonics Technology Letters

      巻: 24(12) ページ: 1006-1008

    • DOI

      10.1109/LPT.2012.2192725

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental investigation on Brillouin scattering property in highly nonlinear photonic crystal fiber with hybrid core2012

    • 著者名/発表者名
      W.Zou, Z.He, K.Hotate
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 20(in press)(掲載確定)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic gratings in optical fibers : synthesis and sensing applications2012

    • 著者名/発表者名
      Z.He, K.Hotate
    • 雑誌名

      Photonic Sensors

      巻: 2(1) ページ: 60-64

    • DOI

      10.1007/s13320-010-0008-x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiplexing of long-length fiber Bragg grating distributed sensors based on synthesis of optical coherence function2011

    • 著者名/発表者名
      K. Kajiwara and K. Hotate
    • 雑誌名

      IEEE Photonics Technology Letters

      巻: 23(21) ページ: 1555-1557

    • DOI

      10.1109/LPT.2011.2163703

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-repetition-rate distributed Brillouin sensor based on optical correlation-domain analysis with differential frequency modulation2011

    • 著者名/発表者名
      K.-Y. Song, M. Kishi, Z. He and K. Hotate
    • 雑誌名

      OSA Optics Letters

      巻: 36(11) ページ: 2062-2064

    • DOI

      10.1364/OL.36.002062

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-reflectivity-resolution coherent optical frequency domain reflectometry using optical frequency comb source and tunable delay line2011

    • 著者名/発表者名
      Z.He, T.Kazama, Y.Koshikiya, X.Fan, F.Ito, K.Hotate
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 19(26) ページ: B764-769

    • DOI

      10.1364/OE.19.00B764

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 埋め込み光ファイバの分布型BOCDA計測によるCFRPボルト接合部の損傷検知2011

    • 著者名/発表者名
      水口周, 岸眞人, 保立和夫, 他
    • 雑誌名

      日本航空宇宙学会論文集

      巻: 59(690) ページ: 176-182

    • DOI

      10.2322/jjsass.59.176

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of stimulated Brillouin scattering in polymer optical fiber with pump-probe technique2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Mizuno, M.Kishi, K.Hotate, 他
    • 雑誌名

      OSA Optics Letters

      巻: 36(12) ページ: 2378-2380

    • DOI

      10.1364/OL.36.002378

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 連続光波の相関制御法による光ファイバ神経網技術2011

    • 著者名/発表者名
      保立和夫
    • 雑誌名

      計測と制御

      巻: 51(3) ページ: 208-216

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 痛みの分かる材料・構造のための光ファイバ神経網技術の進展2011

    • 著者名/発表者名
      保立和夫
    • 雑誌名

      応用物理

      巻: 80(12) ページ: 1034-1041

    • 査読あり
  • [学会発表] Simulation for Estimation of Spatial Resolution in Distributed Measurement of Brillouin Dynamic Grating by Correlation Domain Technique2012

    • 著者名/発表者名
      R.K.Yamashita, Z.He, K.Hotate
    • 学会等名
      2012年度電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2012-03-23
  • [学会発表] Simulation and experiment for verifying intensity modulation scheme in Brillouin optical correlation domain reflectometry2012

    • 著者名/発表者名
      S.Manotham, M.Kishi Z.He, Kazuo Hotate
    • 学会等名
      2012年度電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2012-03-23
  • [学会発表] ポンプ・プローブ時分割発生法を用いたBOCDA法によるブリルアンダイナミックグレーティングに基づく温度と歪の分離・分布測定2012

    • 著者名/発表者名
      芦田哲郎, 岸眞人, 何祖源, 保立和夫
    • 学会等名
      2012年度電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2012-03-23
  • [学会発表] フォトニックバンドギャップファイバカプラにおける結合長のコア間隔による変化2012

    • 著者名/発表者名
      菊池雅, 久保田寛和, 岸眞人, 何祖源, 保立和夫
    • 学会等名
      2012年度電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2012-03-23
  • [学会発表] 周波数変調に相似な位相変調により零次ピークを掃引する光波コヒーレンス関数の合成技術2012

    • 著者名/発表者名
      森憲太郎, 梶原康嗣, 岸眞人, 何祖源, 保立和夫
    • 学会等名
      2012年度電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2012-03-20
  • [学会発表] Distributed and multiplexed optical sensing by synthesis of optical coherence function2012

    • 著者名/発表者名
      K.Hotate
    • 学会等名
      OFC/NFOEC 2012
    • 発表場所
      Los Angeles, U.S.A.(Invited)
    • 年月日
      2012-03-06
  • [学会発表] 1-cm spatial resolution with large dynamic range in strain distributed sensing by Brillouin optical correlation domain reflectometry based on intensity modulation2012

    • 著者名/発表者名
      S.Manotham, M.Kishi, Z.He, K.Hotate
    • 学会等名
      3rd Asia Pacific Optical Sensors Conference (APOS 2012)
    • 発表場所
      Sydney, Australia
    • 年月日
      2012-02-02
  • [学会発表] High speed random accessibility of Brillouin optical correlation domain analysis with time division pump-probe generation scheme2012

    • 著者名/発表者名
      K.Hotate, M.Numasawa, M.Kishi, Z.He
    • 学会等名
      3rd Asia Pacific Optical Sensors Conference (APOS 2012)
    • 発表場所
      Sydney, Australia
    • 年月日
      2012-02-01
  • [学会発表] 1-cm spatial resolution with large dynamic range in strain distributed ensing by Brillouin optical correlation domain reflectometry baased on intensity modulation scheme2011

    • 著者名/発表者名
      S.Manotham, M.Kishi, Z. He, K.Hotate
    • 学会等名
      応用物理学会第48回光波センシング技術研究会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2011-12-06
  • [学会発表] 痛みの分かる材料・構造を実現する光ファイバ神経網技術2011

    • 著者名/発表者名
      保立和夫
    • 学会等名
      光産業技術振興協会フォトニックデバイス・応用技術研究会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所臨海副都心センター別館
    • 年月日
      2011-11-22
  • [学会発表] Fiber optic nerve systems for materials and structures that can feel pain2011

    • 著者名/発表者名
      K.Hotate
    • 学会等名
      International Forum on Mechanoluminescence and Novel Structural Health Diagnosis 2011
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan(Invited)
    • 年月日
      2011-11-11
  • [学会発表] Background noise suppression in Brillouin optical correlation domain reflectometry based on optimized intensity modulation2011

    • 著者名/発表者名
      S.Manotham, M.Kishi, Z.He, K.Hotate
    • 学会等名
      17th Microoptics Conference (MOC'11)
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2011-11-01
  • [学会発表] ポンプ・プローブ時分割発生法によるブリルアンダイナミックグレーティングの観測2011

    • 著者名/発表者名
      芦田哲郎, 岸眞人, 何祖源, 保立和夫
    • 学会等名
      2011年度電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2011-09-16
  • [学会発表] First observation of stimulated Brillouin scattering in polymer optical fiber2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Mizuno, M.Kishi, K.Hotate, T.Ishigure, K.Nakamura
    • 学会等名
      20th International Conference on Plastic Optical Fibers (POF2011)
    • 発表場所
      Bilbao, Spain(Invited)
    • 年月日
      2011-09-15
  • [学会発表] Background noise suppression in Brillouin optical correlation domain reflectometry based on optimized intensity modulation scheme2011

    • 著者名/発表者名
      S.Manotham, K.Kajiwara Y.Mizuno, Z.He, K.Hotate
    • 学会等名
      2011年度電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2011-09-15
  • [学会発表] BOCDAによる平面光回路内のブリルアン周波数シフト分布測定2011

    • 著者名/発表者名
      野口宗隆, 岸眞人, 何祖源, 保立和夫
    • 学会等名
      2011年度電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2011-09-15
  • [学会発表] Fiber optic nerve systems for smart materials and smart structures2011

    • 著者名/発表者名
      K.Hotate
    • 学会等名
      Symposium on Optics Engineering
    • 発表場所
      Tulk, Finland(Invited)
    • 年月日
      2011-09-08
  • [学会発表] Distributed fiber sensing technology : Currents and challenges2011

    • 著者名/発表者名
      K.Hotate
    • 学会等名
      OPTOEL 2011
    • 発表場所
      Santander, Spain(Invited)
    • 年月日
      2011-06-29
  • [学会発表] 光ファイバ神経網技術の機能進化2011

    • 著者名/発表者名
      保立和夫
    • 学会等名
      応用物理学会第47回光波センシング技術研究会
    • 発表場所
      東京理科大学(招待講演)
    • 年月日
      2011-06-14
  • [学会発表] ポンプ・プローブ時分割発生方式BOCDAにおけるランダムアクセス機能の高速化2011

    • 著者名/発表者名
      沼澤正和, 岸眞人, 何祖源, 保立和夫
    • 学会等名
      応用物理学会第47回光波センシング技術研究会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2011-06-14
  • [学会発表] フォトニックバンドギャップファイバを用いた光カプラに関する検討2011

    • 著者名/発表者名
      菊池雅, 久保田寛和, 何祖源, 保立和夫
    • 学会等名
      電子情報通信学会光ファイバ応用技術(OFT)研究会
    • 発表場所
      屋久島環境文化村センター
    • 年月日
      2011-05-26
  • [学会発表] High-repetition-rate distributed Brillouin sensor by correlation domain analysis with differential frequency modulation2011

    • 著者名/発表者名
      K.Y.Song, M.Kishi, Z.He, K.Hotate
    • 学会等名
      21th International Conference on Optical Fiber Sensors (OFS-21)
    • 発表場所
      Ottawa, Canada
    • 年月日
      2011-05-18
  • [学会発表] Single coherence peak extraction among synthesized periodical peaks by different beat frequencies for elongation of measurement range in multiplexed long-length distributed FBG sensors2011

    • 著者名/発表者名
      K.Kajiwara, Z.He, K.Hotate
    • 学会等名
      21th International Conference on Optical Fiber Sensors (OFS-21)
    • 発表場所
      Ottawa, Canada
    • 年月日
      2011-05-18
  • [学会発表] Brillouin scattering accompanied by acoustic grating in an optical fiber and applications in fiber distributed sensing2011

    • 著者名/発表者名
      K.Hotate
    • 学会等名
      21th International Conference on Optical Fiber Sensors (OFS-21)
    • 発表場所
      Ottawa, Canada(Invited)
    • 年月日
      2011-05-16
  • [学会発表] Measurement range elongation based on a temporal gating scheme in Brillouin correlation domain distributed discrimination system for strain and temperature operated by a single laser2011

    • 著者名/発表者名
      R.K.Yamashita, W.Zou Z.He, K.Hotate
    • 学会等名
      21th International Conference on Optical Fiber Sensors (OFS-21)
    • 発表場所
      Ottawa, Canada
    • 年月日
      2011-05-16
  • [学会発表] Enlargement of measurement range by double frequency modulations in one-Laser Brillouin correlation-domain distributed discrimination system2011

    • 著者名/発表者名
      W.Zou, Z.He, K.Hotate
    • 学会等名
      Conference on Laser and Electro-Optics (CLEO 2011)
    • 発表場所
      Baltimore, U.S.A.
    • 年月日
      2011-05-05
  • [学会発表] Distributed sensing inside long-length FBG at region beyond laser coherence length based on synthesis of optical coherence function2011

    • 著者名/発表者名
      K.Kajiwara, Z.He, K.Hotate
    • 学会等名
      Conference on Laser and Electro-Optics (CLEO 2011)
    • 発表場所
      Baltimore, U.S.A.
    • 年月日
      2011-05-05
  • [図書] "Fiber Optic Nerve Systems for Smart Materials and Smart Structures," (A Chapter in "Poisoner Photonics and Novel Optical Techniques," ed. By Y.Kawabe and M.Kawase)2011

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Hotate
    • 総ページ数
      83-90
    • 出版者
      PWC Publishing
  • [備考]

    • URL

      http://www.sagnac.t.u-tokyo.ac.jp

  • [産業財産権] 光ファイバ特性測定装置及び方法2012

    • 発明者名
      岸眞人, 保立和夫, 他
    • 権利者名
      国立大学法人東京大学,三菱重工業(株),横河電機(株)
    • 産業財産権番号
      特願PCT/JP2012/051754
    • 出願年月日
      2012-01-17

URL: 

公開日: 2013-06-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi