散乱反射光利用による空中音場可視化のための基礎研究

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音場可視化の最も理想的な方法として、光による遠隔計測を考えている。音場に影響を与えず、また、シュリーレン法のように強力音場を必要とせず、空気の振動を間接的に光計測する方法として、大気中浮遊塵からの散乱反射光の振動成分を計測することを検討した。浮遊塵のある場所ならどこでも可視化が可能になる。微小変化検出という意味からも興味深いテーマである。その実現性を検討するため、浮遊塵散乱反射光の大気振動情報の伝達特性の測定を中心に、基礎的な課題について調査・実験を行った。具体的には、(1)浮遊塵の大きさの分布と移動速度について調査し、散乱光量の予測、塵の振動振幅の大きさと振動周波数の関係、気流や重力沈降、ブラウン運動による移動速度との関係を調べた。(2)浮遊塵の反射光振動特性測定系を構成した。光源には出力強度等の安定したレーザを用い、ビーム径0.6mm程度の狭ビーム光を利用した。検出はランダムアクセス方式の光電子増培管により検出器し、その出力を100Mサンプル/秒のデータ収集装置により高速収集した。試験振動体を用いた測定の結果、計測距離、散乱光量、計測可能な振動振幅の実際的な関係がわかった。光量については、狭レーザビームの利用が必須となるが、音波との相関検波を用いてより微小な振幅の計測も可能と見られる。