| 研究課題/領域番号 |
25289124
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
糸崎 秀夫 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (70354298)
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| 研究分担者 |
宮戸 祐治 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (80512780)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 計測工学 / 計測システム / 核四極共鳴 |
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| 研究実績の概要 |
VHF帯の周波数を有する搬送波を対象物質の核四極共鳴(NQR)周波数で変調してアンテナより送信し、発生した近傍磁界パルスによりNQR応答を計測するシステムを構築した。この時、変調せずに近傍磁界を送信する通常のNQRで必要な強度よりも十分強い近傍磁界を送信する必要がある。そのためには、アンプによる増幅だけでは不十分で、非常にQの高い磁場型アンテナを用いる必要がある。しかし、Qの高い磁場型アンテナを用いると、逆に送信可能な帯域が狭くなる。このため、単純な磁場型アンテナを用いて変調波を入力した場合には、変調度が大幅に低下してしまう結果となった。これでは、NQR信号の計測は期待できないので、新たに２重コイル型アンテナを考案した。この各コイルの共振周波数を搬送波とサイドバンドに割り当て、同時に別々の周波数で送信することで、第一段階目標のNQR周波数で変調した近傍磁界の送信に成功した。さらに、高出力で送信できるように高周波アンプの選定を進めた。また、高周波の送信アンテナとは別に、NQR周波数の共振を有する受信アンテナも配置し、モデル試料としてHMTを用いて原理実証実験を進め、計測に悪影響を及ぼすアンプ由来ノイズの低減も行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初計画にあったように、一般的なNQRスペクトロメータを用いて、それより出力される通常のNQR測定パルスを、高周波変調して送信し、２重コイル型アンテナを新規採用することにより、変調状態を保ったまま近傍磁界の送信が可能になった。２重コイル型アンテナの場合、空間で磁界をミキシングしていることになるため、位置による変調度に違いが出るという影響が顕著に現れ、試料に均一に照射できていない。このためアンテナのさらなる改良を進める計画である。
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| 今後の研究の推進方策 |
変調波の変調度が位置によって変わる問題を解決するため、サンプル内で均一な励起条件になるようにアンテナの改良を行う。具体的には、一つのアンテナから、広帯域の変調波を送信できるようにするため、１つのアンテナで２つ以上の共振をもつQの高いアンテナを開発する。また、NQR励起には、物質の非線形性が前提条件になっているが、磁場強度が大きくないと効率的な励起は起きない可能性が高い。そのため、１00W程度の送信が可能なように、送信系の改良を進め、NQR検出装置の試作を行う。さらに、受信アンテナは送信側と全く共振周波数が異なるが、単純な配置では送信側の影響を受けることがわかっており、その影響を抑えてNQR信号の効率的に捉える必要もあり、受信アンテナの構造・配置も検討する。こうして、理想的な状況で変調波を送信できるようにして励起条件の最適化も進め、最終的に高周波変調波によるNQR励起を確認することを目指す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本研究では高出力なアンプを用いる必要がある。高額な高周波アンプをいきなり購入して不適合だった場合のリスクを避けるため、本年度は、借用により実験を進めてきた。また、変調波波形の観測に必要として当初購入予定になっていたオシロスコープは購入しなかったが、これは、研究室で以前に故障して使えないと思われていたオシロスコープが、実は簡単に修理できることが判明したためである。
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| 次年度使用額の使用計画 |
オシロスコープ分の予算額も、高周波アンプ等の拡充に当て、本年度に選定してきた高周波アンプの購入を基金分の予算から次年度に行う。
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