光空間エンコード化速度分布同時計測技術の開発とマイクロ流路計測用デバイスへの展開

光空间编码速度分布同步测量技术开发及其在微流控测量装置中的应用

• 批准号: 22K04141
• 负责人: 丸 浩一
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kagawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04141/
• 关键词: 計測工学; 計測機器; 速度計測; レーザドップラー速度計

光空間エンコード化のコンセプトを発展させた，速度分布の同時計測が可能な新たな3次元空間速度分布計測方法を確立するための技術開発として，研究課題①3次元空間内の速度分布を同時計測するための光空間エンコード化技術の開発を実施した．また，マイクロ流路等の微小領域の速度分布を計測可能な集積型デバイスへ展開するための技術開発として，研究課題②微小領域の速度分布を計測するための集積型デバイスの開発を実施した．研究課題①としては，波長エンコード化手法の開発として，4波長の出力光をアレイ導波路回折格子を用いた波長合分波器で合波した波長多重光を用いた実験光学系による検討を行った．原理検証のため，受光用アバランシェフォトダイオードの手前に波長選択用薄膜フィルタを取り付けた実験を実施した結果，選択された波長に対応する測定点のみの速度識別が可能であることを確認した．また，3次元光空間エンコード化手法の開発として，4×4チャネルの2次元周波数バイアスエンコード化と4波長の波長エンコード化を組み合わせた光学系の設計を実施するとともに，実験系の構築に着手した．研究課題②としては，3次元速度分布計測用デバイス光回路に用いるエレメント設計として，Nb2O5系導波路を用いたグレーティングカプラの高効率化のための設計を実施した．シミュレーションの結果，Nb2O5/SiO2多層膜の利用により，使用する波長範囲および入出射角度範囲において受光用グレーティングカプラと出射用グレーティングカプラともに入出射効率を改善できる見込みを得た．また，Nb2O5/SiO2多層膜上へのグレーティングカプラ形成のための基礎検討を行うとともに，Nb2O5コアの試作条件検討を行った．

A new method for measuring velocity distribution in three-dimensional space is established and a technical development is carried out for the simultaneous measurement of velocity distribution in optical space. Technical Development of Measurement of Velocity Distribution in Micro Field such as Flow Channel The research topic is: 1. The development of wavelength multiplexing technology; 2. The application of wavelength multiplexing technology; 3. The application of wavelength multiplexing technology; 4. The principle is to identify the wavelength of the light receiving device and the wavelength of the light receiving device. In addition, the development of the 3rd order optical space technology, the 4×4 wavelength technology, and the 2nd order wavelength technology are also discussed. Research topic 2: Design and implementation of high efficiency optical circuits for Nb2O5-based waveguide applications for three-dimensional velocity distribution measurement. As a result, the utilization of Nb2O5/SiO2 multilayer film is improved by using wavelength range and incident and emission angle range. In addition, Nb2O5/SiO2 multilayer film on the surface of the transition temperature of the formation of the base of the study, Nb2O5 on the test conditions of the study.

项目成果

Laser Doppler velocimetry for three-dimensional distribution measurement of the velocity component by combining two-dimensional spatial encoding and non-mechanical scanning

• DOI: 10.1364/ao.458743
• 发表时间: 2022-07-01
• 期刊: APPLIED OPTICS
• 影响因子: 1.9
• 作者: Abd Ghafar, Sayyidatul N. A. B.;Yamaji, Haruto;Maru, Koichi
• 通讯作者: Maru, Koichi

Nb2O5/SiO2多重反射層上グレーティングカプラのための理論的検討

Nb2O5/SiO2多重反射层光栅耦合器的理论研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Ghafar Sayyidatul N. A. B. Abd;Yamaji Haruto;Maru Koichi;齊藤拓人，中津原克己，武田貴希，端山喜紀，丸浩一;齊藤拓人，端山喜紀，中津原克己，武田貴希，丸浩一
• 通讯作者: 齊藤拓人，端山喜紀，中津原克己，武田貴希，丸浩一

Design of low-loss Nb2O5-based grating coupler in scanning differential laser-Doppler integrated probe for cross-sectional velocity distribution measurement

扫描差分激光多普勒一体化探头横截面速度分布测量中低损耗Nb2O5光栅耦合器设计

• DOI: 10.1117/1.oe.62.3.037102
• 发表时间: 2023
• 期刊: Optical Engineering
• 影响因子: 1.3
• 作者: Maru Koichi;Yamamoto Yoshinobu;Nakatsuhara Katsumi
• 通讯作者: Nakatsuhara Katsumi

多重反射層上に形成するグレーティングカプラのための基礎検討

多反射层光栅耦合器的基础研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Ghafar Sayyidatul N. A. B. Abd;Yamaji Haruto;Maru Koichi;齊藤拓人，中津原克己，武田貴希，端山喜紀，丸浩一
• 通讯作者: 齊藤拓人，中津原克己，武田貴希，端山喜紀，丸浩一