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光コムパルス干渉法を用いた大型構造物の超精密三次元絶対計測

利用光梳脉冲干涉技术对大型结构进行超精密三维绝对测量

基本信息

批准号：
20J22256
负责人：
増田秀征
金额：
$ 2.18万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

近年，コストの増大する大型構造物やインフラの管理，高精度・高効率な生産のためのスマートファクトリー，海洋や地殻調査などの学術研究等の領域で，高精度なセンシング技術はますます重要になってきている．そこで本研究では，高精度な歪みや温度センシングを目的として，光コムパルス干渉法とファイバエタロンを用いた新しいファイバセンサの開発に取り組んできた．これは，コム光のエタロン導入時に，エタロンと光コムの共振器長がハーモニックな関係になる場合，特徴的な干渉が得られる現象を利用するものである．これを用いて，ファイバ中に実装したエタロンにコム光を導入し，その繰り返し周波数を走査することで，エタロン絶対長を測定する．このエタロン長変化から，温度や歪みなどの情報を得ることができる．この手法では，数百 mmのエタロンに対して数ナノメートルオーダの従来法と比較して高い分解能が得られる．また，光コムの繰り返し周波数走査を利用することで，一般的に難しい高精度な波長計測を必要とせず，シンプルな測定系で実現可能である．本研究ではこの手法を実現するための，多層膜コーティングされたファイバコネクタ端でファイバを挟み込む構造と二種のファイバによる分散補償を用いたファイバエタロンを開発し，この絶対長の測定を行った．このとき，測定手法から想定されるものと合致する数 nm程度の繰り返しが得られた．また，このファイバエタロンの温度応答と歪応答について試験し，良好な線形性が得られた．さらに，エタロン共振器長と光コム共振器長の比を大きくし測定精度を向上させるために，エルビウムドープファイバによる増幅機構を内蔵するファイバエタロンを提案及び開発し，その原理検証を行った．以上により，光コムを用いた新しい測定原理に基づいた，シンプルで高精度なファイバセンシングシステムが実現できた．

In recent years, the development of large-scale structure management, high-precision and high-efficiency production, marine and crustal survey, academic research and other fields, high-precision technology is important. This study aims to improve the accuracy of temperature measurement and improve the accuracy of optical measurement. When light is introduced into the resonator, the characteristic interference phenomenon is utilized. This is the first time that a person has ever used a device to detect the frequency of a pulse. The temperature of the water is different from the temperature of the water. This method is different, hundreds of mm in diameter, the number of different parts, the number of parts, the number of parts. It is necessary to measure the wavelength with high precision in general, and it is possible to realize the measurement system. In this study, the method of dispersion compensation for multilayer films was developed, and the measurement of insulation length was carried out. The method of measurement is to determine the degree of convergence of the two methods. In addition, the temperature and temperature of the sample were measured. The linearity was good. In addition, the resonator length and the ratio of the resonator length to the optical fiber length are increased, and the measurement accuracy is improved. The above is a new measurement principle for optical systems. It can be realized with high precision.

项目成果

期刊论文数量（11）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ウォータガイドレーザによる超高アスペクト比微細穴加工に関する研究

水导激光超高深宽比微孔加工研究

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Keisuke Maezono;Shintaro Kobayashi;Koshiro Tabata;Kentaro Yoshii;Hiroaki Kariwa;今田舜介，辻　尚道，外村俊輔;鷲尾涼太，増田秀征，増井周造，門屋祥太郎，道畑正岐，高橋　哲
通讯作者：
鷲尾涼太，増田秀征，増井周造，門屋祥太郎，道畑正岐，高橋　哲

ウォータガイドレーザ加工における加工位置のインプロセス計測（第一報）-光コムによるインプロセス計測手法の提案-

水导激光加工中加工位置的在线测量（第一次报告） - 使用光梳的在线测量方法的提案 -

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Toshihiro Shibukawa;Shingo Nishimoto;Shuhei Matsushita;Shinichi Yokobori;Kazuki Takashima;Akihiro Ishikawa;Ryu Funase;and Shinichi Nakasuka;増田秀征，櫻井政宏，門屋祥太郎，　道畑正岐，高橋哲
通讯作者：
増田秀征，櫻井政宏，門屋祥太郎，　道畑正岐，高橋哲

Novel fiber sensor using etalon multi-reflection and pulsed interference

使用标准具多重反射和脉冲干涉的新型光纤传感器