ポリマー光ファイバーを用いた高解像度・高感度クロスカープリング法に基づく変位センサー

科学分野:

• フォトニクス
• 材料科学
• センサー技術

背景:

• 従来の変位センサーは、解像度、感度、測定範囲のトレードオフに直面しています。
• 測定範囲を広げると、センサーの解像度と感度が低下することがよくあります。

研究 の 目的:

• らせん構造のポリマー光ファイバーを利用した新しい変位センサーを開発すること。
• 感度と測定範囲を向上させることにより、従来のセンサーの限界を克服すること。

主な方法:

• らせんポリマー光ファイバーにおける曲げ誘起カップリングによる強度変調に基づくセンサー設計。
• 放射損失のための一次らせんファイバーと光電力カップリングのための二次ファイバーの2セグメントシステムを利用。
• 精密なアライメントと制御された軸方向の動きのためにカスタム3Dプリントプラットフォームを採用。

主要な成果:

• 測定範囲20mmまでの変位測定を実現しました。
• 高感度（3.26μW/mm）と解像度（30.67nm）を実証しました。
• 測定範囲全体で優れた繰り返し性と安定した応答を示しました。

結論:

• 提案されたらせんポリマー光ファイバーセンサーは、コンパクトで費用対効果が高く、柔軟なソリューションを提供します。
• 従来の変位センサーの限界を効果的に克服します。
• さまざまなアプリケーションにわたる分散変位モニタリングに適しています。