マイクロメカニックスによるポリマー光ファイバー内の針状ドーパントの配向解析

使用微观力学分析聚合物光纤中针状掺杂剂的取向

• 批准号: 20K05098
• 负责人: 古川 怜
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K05098/
• 关键词: プラスチック光ファイバー; 異方性介在物; 弾性変形; 複屈折相殺効果; 共重合比; 界面ゲル重合法; マイクロメカニックス; ひずみセンサー

本課題は、プラスチック光ファイバー内に分散する介在物（ドーパント）の配向を調べることを目的とする。将来的には、プラスチック光ファイバーの優れた弾性的性質を利用して応力センシングに用いることを想定しており、本課題はその基礎研究に相当する。想定する介在物に求められる条件として、光ファイバーの大胆な変形に伴って内部で配向を揃えられるよう、形状に大きな異方性を持つこと、そしてこれと異方性軸を共有する光学的異方性を持つことが挙げられる。いくつかの光ファイバー試料を作製し、円柱型サンプルを上下の平板でプレスした系を検証した。試料のバリエーションとしては、ドーパントの種類と濃度、母材ポリマー、コア／ファイバーの直径比などをパラメーターとして振った。まず、この上下平板でプレスする最もシンプルな系において、ファイバーの透過光が応力によってどのように変わるかを調査した。この測定結果を構造計算によって検証した結果、理想的なヘルツの接触応力から導かれるファイバー断面内の応力分布が実際と異なることが示唆された。この結果を踏まえ、ファイバーの構造パラメーターへのフィードバックを行ったところ、コア／ファイバーの直径比のコントラストを大きくすることが応力への光信号の応答をより顕著化することが、現状の指針として得られている。また、より顕著な信号を取り出すために加圧部全長を光ファイバー全長に対し多くを占めるように設定した。この結果、プラスチック光ファイバーの微細な径変動がもたらす影響をより詳細に検証する必要が出てきた。研究室で製造する光ファイバーはプリフォームの延伸により得られるもので、この製造法をとる限りある程度以上の径変動は取り除けない。現在、構造計算により、この径変動の周期と大きさが光ファイバーの断面応力分布へ与える影響を調査している。

This topic は, プ ラ ス チ ッ ク light フ ァ イ バ ー に dispersed within す る interface in content (ド ー パ ン ト) to を の with adjustable べ る こ と を purpose と す る. Future に は, プ ラ ス チ ッ ク light フ ァ イ バ ー の optimal れ た 弾 sexual nature を USES し て 応 force セ ン シ ン グ に with い る こ と を scenarios し て お り, this topic は そ の basic research に quite す る. Scenarios す る interface in content に め ら れ る conditions と し て, light フ ァ イ バ ー の bold な - shaped に with っ て internal で match to を Jian え ら れ る よ う, large shape に き な square difference を hold つ こ と, そ し て こ れ と square difference shaft を mutual す る square difference of optical を hold つ こ と が 挙 げ ら れ る. い く つ か の light フ ァ イ バ ー sample を as し, has drifted back towards ¥ columnar サ ン プ ル を fluctuation の tablet で プ レ ス し た department を 検 card し た. Sample の バ リ エ ー シ ョ ン と し て は, ド ー パ ン ト と の concentration, parent metal ポ リ マ ー, コ ア / フ ァ イ バ ー の diameter ratio な ど を パ ラ メ ー タ ー と し っ て vibration た. ま ず, こ の fluctuation tablet で プ レ ス す る most も シ ン プ ル な department に お い て, フ ァ イ バ ー の through light が 応 force に よ っ て ど の よ う に - わ る か を survey し た. こ の determination results を structure calculation に よ っ て 検 card し た results, ideal な ヘ ル ツ の contact 応 force か ら guide か れ る フ ァ イ バ ー section within の 応 force distribution が be interstate と different な る こ と が in stopping さ れ た. Tread こ の results を ま え, フ ァ イ バ ー の tectonic パ ラ メ ー タ ー へ の フ ィ ー ド バ ッ ク を line っ た と こ ろ, コ ア / フ ァ イ バ ー の diameter ratio の コ ン ト ラ ス ト を big き く す る こ と が 応 force へ の optical signal の 応 answer を よ り 顕 the change す る こ と が, status の pointer と し て must ら れ て い る. ま た, よ り 顕 を take the な signal り out す た め に plus 圧 length of を light フ ァ イ バ ー span に し much seaborne く を of め る よ う に set し た. こ の results, プ ラ ス チ ッ ク light フ ァ イ バ ー の imperceptible な diameter - move が も た ら す influence を よ り detailed に 検 card す る が out necessary て き た. Laboratory で manufacturing す る light フ ァ イ バ ー は プ リ フ ォ ー ム の extension に よ り have ら れ る も の で, こ の manufacturing method を と る limit り あ る degree above の diameter - move は take り except け な い. Now, structure calculation に よ り, こ の diameter - the period of の と big き さ が light フ ァ イ バ ー の section 応 force distribution with え へ る impact を investigation し て い る.

项目成果

シアン系二色性色素を添加した二重コア構造ポリマー 光ファイバーの作製と導波路特性解析

添加青色二色性染料的双芯结构聚合物光纤的制备及波导性能分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 山崎 駿人;矢野 賢太郎;古川 怜
• 通讯作者: 古川 怜

Mode-dependent polarization analysis of plastic optical fibers with birefringence-reduce core

具有双折射减少芯的塑料光纤的模式相关偏振分析

• 发表时间: 2021
• 作者: Shingo Sode;Hayato Yamazaki;Keigo Uzawa;and Rei Furukawa
• 通讯作者: and Rei Furukawa

異なる分子異方性を持つ二色性色素を添加したポリマー光ファイバーの変形下での導波解析

不同分子各向异性二色性染料掺杂聚合物光纤变形下的波导分析

• 发表时间: 2020
• 作者: 鵜澤 圭吾;矢野 賢太郎;古川 怜
• 通讯作者: 古川 怜

共重合体ポリマー光ファイバーにおける屈折率分布の不均一性

共聚物光纤中折射率分布的不均匀性

• 发表时间: 2022
• 作者: 早出 真悟;山崎 駿人;古川 怜
• 通讯作者: 古川 怜

Yeditepe University(トルコ)

耶迪特佩大学（土耳其）