Development of plasmonic fiber optic sensors for mid-infrared remote sensing

中红外遥感等离子体光纤传感器的研制

• 批准号: 21K14171
• 负责人: 山崎 大志
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Soka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14171/
• 关键词: ファイバセンサ; リモートセンシング; 赤外分光; プラズモニック

研究の目的は，リアルタイムでの遠隔計測を目指したプラズモニック赤外分光ファイバセンサの開発である。申請者は、中赤外光を伝搬するフッ化物光ファイバセンサに金属ナノ構造体を形成することで、リモート・リアルタイム・高感度の赤外分光計測を実現し、次世代の自然環境IoTセンサ・ネットワークに資する新たな技術を提案する。2021年度は、中赤外光用に使われるガラス転移温度の低いInF3ファイバを用いて、ヘテロコア構造の形成を試みた。InF3ファイバは、通常の石英ファイバに比べてガラス転移温度が低く通常のアーク放電式のファイバ融着接続機では接続が難しいため、ファイバ同士を適切に軸合わせするメカニカルスプライス方式を採用した。ファイバ伝送路にはコア径/クラッド径=100μm/192μmのマルチモードInF3ファイバを、ヘテロコア部にはコア径/クラッド径＝9μm/123μmのシングルモードInF3ファイバをそれぞれ採用した。ファイバ同士を適切に軸合わせするメカニカルスプライス高精度ファイバクリーバによる端面形成及びメカニカルスプライスによる光伝送に成功した。2022年度は、中赤外光伝送に使用される異径コアファイバの軸合わせを適切に行うため、ファイバーラボ社製のZBLANファイバの内、ファイバ外径が同一のシングルモードファイバ及びマルチモードファイバを選定し、メカニカルスプライスによる軸合わせを試みた。また、ファイバ端面を欠損することなくスプライスを行うために、セラミック製の特性フェルールが必要となり製造メーカに特注加工の相談をしている。

The purpose of this study is to explore the development of remote sensing technology in the field of infrared spectroscopy. The applicant proposes a new technology for the formation of metal structures in the presence of a high sensitivity infrared spectrometer for the next generation of natural environment IoT products. In 2021, we tried to form the structure of the solar system by changing the temperature of the solar system. The temperature of the quartz crystal is lower than that of the quartz crystal. The quartz crystal is lower than that of the quartz crystal. The diameter of the transmission path is 100μm/192μm, and the diameter of the transmission path is 9μm/123μm. The optical transmission of high-precision laser beams and laser beams is successful. In 2022, ZBLAN was selected for the use of different diameters and diameters in optical transmission, and the axis of rotation was tested for the same diameter and diameter. For example, if the end face is damaged, the production process will be necessary.

项目成果

Cantilever Type Accelerometer Based on a Mirror-Terminated Hetero-Core Optical Fiber

基于镜面端接异芯光纤的悬臂梁式加速度计

• DOI: 10.1109/jsen.2021.3105967
• 发表时间: 2021
• 期刊: IEEE Sensors Journal
• 影响因子: 4.3
• 作者: Matsuo Akihito;Kadokura Miyuki;Yamazaki Hiroshi;Nishiyama Michiko;Watanabe Kazuhiro
• 通讯作者: Watanabe Kazuhiro