多機能型光アクチュエ-タ・サ-ボシステムの研究

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自律型マイクロロボットを実現するためのエネルギ-供給に関しては、電源ケ-ブルをなくすために各種方法が考えられる。本研究では、最近報告されている光駆動型圧電素子PLZTの光歪現象を利用する光アクチュエ-タに、新たな機能を付加した多機能型光アクチュエ-タを提案する。これは、光(紫外線の波長領域)の照射によってエネルギ-の供給(例えば、マイクロ・バルブではバルブの開状態の維持など)をするとともに、制御信号等の情報をその光に重畳して同時に伝送することで、応答性能の改善、複数動作制御等を可能とすることを目的としている。本年度は圧電素子であるPLZTに紫外線を照射したときの光歪現象による光歪駆動型のアクチュエ-タを試作し、その応答特性を調べ、光アクチュエ-タ・サ-ボシステムの機構と制御方法について検討した。アクチュエ-タの変位をかせぐために、バイモルフ型のPLZTを試作し、紫外線(最大1200mW/cm^2)を照射による変位応答特性を調べた。実験は、紫外線を用いた照射実験および加熱実験を行ない、圧電素子(PLZT)の変位量を非接触センサで、起電流をピコアンペアメ-タで測定した。紫外線照射は、波長365nmを中心とする狭帯域幅のスペクトル幅を有する紫外線を微小スポットで照射し、その強度を最大1200mW/cm^2とした。実験で、圧電素子の紫外線照射における歪応答特性を調べたところ、その応答特性は光歪効果、焦電効果、熱変形による事が定量的に示された。これらの結果から、光センサを用いて光サ-ボ系を構成する事により、多機能型光アクチュエ-タ・サ-ボシステムが実現できる可能性が示された。