| 研究課題/領域番号 |
25420407
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 島根大学 |
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研究代表者 |
増田 浩次 島根大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (60583127)
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| 研究分担者 |
北村 心 島根大学, 総合理工学研究科(研究院), 助教 (60549179)
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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 | 水面 / 光センシング / 実時間 |
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| 研究概要 |
理論検討として、新規提案システム技術であることから従来技術及び関連記述の調査・分析を行い、解説記事及び全国大会での発表を行った。本提案方式のシステム構成に関し、適用形態、全体構成及び構成回路について考察・設計を行った。また、新規センシング方式として、偏波変調法と経路分離法の提案を行った。本提案システムの基本光学特性の実験検証を行った。今年度の実験検討は、室内実験とし、ＣＷ光または偏波スクランブリング光を用いた。ＣＷ光の波長数は、1または2とした。上記の偏波変調法及び経路分離法の原理確認実験に成功した。光源として増幅自然放出光源（ASE）とレーザ光を用いた。ASE光の広帯域性の実験確認と光フィルタでの多波長光への切り出し実験、2波長光の受信光回路における分離実験に成功した。室内実験において水槽の水面を波立たせ、ガウシアンビームを水面に照射した場合の受光パワーの時間波形を測定し、水面形状変化に対応した時間波形が得られることを確認した。パルス光または変調光を用いたシステム構成の実現可能性を確認した。
さらに、数値計算により、光ビーム伝搬距離、光送信器・光受信器配置、及び水位変動と所要時間分解能の関係を定量的に明らかにした。光送受信器の配置は、前方向配置及び後方向配置とした。また、水面形状の時間変化と、受光パワーの時間変化の対応関係を、簡単な具体例を取り上げて、数値計算により定量評価した。無給電型の光受信回路の構築に向けた検討として、受光パワーの光ファイバ入射角依存性の実験により明らかにした。
フィールド調査として、河川、本学の近郊にある河川として朝酌川、湖沼としての宍道湖及び中海、海としての島根半島の日本海において、水面形状基本特性撮影として静止画・動画撮影などを行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
システム構成に関する明確化、新規方式提案、設計技術検討、実験検証などの多くの成果が得られた。室内実験系構築を行い原理確認を行った。特に、受光パワーの時間波形の実験評価、2波長光を用いた多波長・多経路システム構成の原理確認実験に成功した。また、システム構成要素に関する設計技術構築、実験による特性評価を行った。システム適用領域の明確化に資する具体的な知見を得ることができた。さらに、簡単なフィールド調査を行い、対象物である各種の水面の形状基本特性に関する知見が得られた。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成２５年度の検討結果を踏まえて、今後、以下の理論及び実験検討を行う。まず、理論検討では、水面形状の時間変動に対応した受信信号波形が算出可能なシミュレータの構築を行う。具体的には、海、湖沼及び河川などの適用場所、地形や気象状況等に応じたシミュレーションが可能なシミュレータの作成を目指す。次に、室内実験検討では、水面形状の時間変動に対応した受信信号波形の詳細測定及び解析を行う。本方式が、フィールドにおける様々な水面形状時間変動に対応可能か否かを検証する。フィールド実験では、本方式における光波伝搬に関する水面形状時間変動の定量化と、適応距離、水位・波高の分解能などの特性評価を行う。さらに、本方式のシステム構成に関し、信頼性を考慮した構成最適化の検討を行う。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
本年度の研究計画及び研究の進行に基づき必要な装置・部品を購入したが、使用計画額と実績の間に少額（5,633円）の差分が生じたため、次年度に繰り越して使用することが効果的と判断した。
翌年度分として請求した助成金と合わせ、1個あたり1万円程度の光ファイバモジュールの購入に充てる計画である。
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