| 研究課題/領域番号 |
26820156
|
|---|
| 研究機関 | 京都大学 |
|---|
研究代表者 |
笈田 武範 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70447910)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| キーワード | 光ポンピング原子磁気センサ / バイアス磁場調整 / アクティブ磁気シールド |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究課題では，磁気シールドレス環境でも光ポンピング原子磁気センサを用いて様々な周波数の磁気信号を高感度に計測できるシステムを開発することを目指して理論的・実験的検討を行っている．
初年度にあたる平成26年度には，光ポンピング原子磁気センサの共鳴周波数を調整するためのバイアス磁場に関して，計測対象外一様磁場キャンセルおよびバイアス磁場調整システムの構築に関する検討を進めた．その中で，バイアス磁場調整コイルにアクティブシールドを施すことによって，漏洩磁場を抑制しつつ光ポンピング原子磁気センサの共鳴周波数の調整が可能となるアクティブ磁気シールド型のバイアス磁場調整コイルについて有益な知見を得た．この際，コイルの巻線位置の誤差を抑制する必要があること，コイルに流す電流にノイズが多いと光ポンピング原子磁気センサの感度に影響が出ることも確認された．これらの知見を元に，バイアス磁場調整用コイルの設計・実装を進めている．また，平成26年度の予算で1 mTまで計測できるフラックスゲートセンサを購入し，実装したコイルの磁場分布の一様性，漏洩磁場の大きさを評価できるシステムの構築も進めている．
さらに，平成27年度以降に実施予定であった勾配磁場を用いた帯域制御，4次以下の勾配バイアス磁場を補正可能なシミングシステムについてシミュレーションによる検討を行った．その結果，シムコイルを用いることによって勾配磁場を用いた帯域制御が容易になることが確認できた．この知見を元に，ゴレイ型・マクスウェル型の勾配磁場コイルを設計し，光ポンピング原子磁気センサの勾配磁場を用いた帯域制御システムの評価を行う準備を進めている．
|
| 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
平成26年度に実施を予定していた計測対象外一様磁場キャンセルおよびバイアス磁場調整システムの構築に関しては，設計に関しては十分な知見が得られ，公表も行った．しかしながら，実装上の問題点も明らかになり，やや実装・評価の面では遅れが生じているが，知見に基づき問題点を改善した実装の準備を進めている．さらに，実装した計測対象外一様磁場キャンセルおよびバイアス磁場調整システムを評価するシステムに関しては，平成26年度に取得したフラックスゲートセンサを用いて構築した．
一方，平成27年度に実施予定であった計測帯域調整および高次シミングシステムの構築に関して，シミュレーションなどを用いた検討を進め，その有効性が確認された．この知見を元に勾配磁場コイルおよびシムコイルシステムの設計・実装を進めている．この勾配磁場コイル・シムコイルは，本年度実装準備を進めたアクティブ磁気シールド型バイアス磁場調整コイルと統合した形で実装する準備を進めている．
以上より，おおむね順調に進展していると判断した．
|
| 今後の研究の推進方策 |
平成27年度は，まず，平成26年度に進めてきたアクティブ磁気シールド型バイアス磁場調整システムの実装を完成させ，その有効性を評価システムにより確認する．このとき，電源システムのノイズの評価なども行い，感度に影響を及ぼす要因を解析する．この解析により感度向上を目指すと共に，シールドレス計測に向けた準備を推進する．
また，バイアス磁場調整が予定通りに実施できない要因として，計測対象外の磁場が勾配や歪みを有することが考えられる．また，われわれは光ポンピング原子磁気センサの計測周波数帯域の調整に勾配磁場を用いることが可能である事を既に公表している．これらのことから，このような磁場の補正および勾配磁場による帯域制御の実現には，平成26年度にシミュレーションなどにより評価した勾配磁場コイルおよびシムコイルを実装する事により対応できると考えられる．したがって，上記の実装と並行して，これらのコイル群に関しても実装を進める．このシステムの有効性の確認には，光ポンピング原子磁気センサによる帯域の計測が必要となるため，帯域計測に必要なシステムも構築する．
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
平成26年度に予定していたコイルの試作のうち，一部の試作を平成27年度実装予定のコイル群と統合する方が有効である事が予想される結果が得られたため，平成27度試作予定のコイル群と統合した設計を進めている．そのため，平成27年度執行予定の予算と合わせて，一括して発注した方が良いと判断したため，次年度使用額が生じた．
|
| 次年度使用額の使用計画 |
コイル群試作費用，システム回路設計・試作費用などの物品費として，1,200,000円，成果公表のための旅費として300,000円，その他論文投稿費などその他の費用として100,000円を支出する予定である．次年度使用額については，上記物品費と合算して，コイル群の試作費用とする予定である．
|
