2017年12月13日

You are here:  / 東北地区の音響関連研究室一覧 / 東北学院大学
工学部電子工学科量子電子工学研究室

東北学院大学
工学部電子工学科量子電子工学研究室

担当教員:教授 星宮 務

 

【研究室の概要】

当研究室では,レーザーと発光ダイオードを光源に用いた光音響・熱計測を中心に研究を行なっています。サーモグラフィーなどの熱計測も行なっていますが,一番多く研究してきたのが光音響分光計測とイメージングに関する研究です。物質に光を照射し,吸収されたエネルギーが熱に転換され,微弱な音を発生するのを計測する研究です。

 

【研究室の具体的なテーマ】

光音響イメージングによる粒子分光計測

微小粒子,例えば直径70μm程度のスギ花粉粒子を顕微鏡下で1粒1粒から発生する光音響信号を画像として積算し,イメージングすることにより,粒子数や量の計測ができます。同じ手法で,尿検査用紙などのドライケミカルの目視を上回る感度での計測なども行なって来ました。

光音響イメージングによる構造部材内部欠陥の非破壊検査

機械構造物の内部欠陥の検出には超音波やX線などさまざまな手法がありますが,光音響効果による熱拡散を用いて非破壊検査を行なう研究を,本学機械知能工学科の遠藤春男教授と共同で行なって来ました。破壊検査と同程度の精度で,内部欠陥の検査を非破壊的にできるようになって来ました。

共鳴型光音響計測法とイメージング

ラグビーボールの形をくりぬいたような回転楕円体空洞の音響共鳴器では,一方の焦点から発生した音波は効率よくもう一方の焦点に集められます。この性質を利用して,共鳴器のわずか外部に測定したい試料を置き,共鳴振動数で変調したレーザー光を照射して光音響イメージングする手法を開発し,より大型試料の光音響分光計測や非破壊検査を目指しています。

 

【研究室のPR】

光と音と熱は人間にとって最も基本的な感覚ですが,その3つの関わった中で,新しい計測手法の開発を目指して来ました。

「光によって微弱な音が出る」ことからスタートして,サーモグラフィーなど熱そのものをはかる計測法や,電気化学反応の促進を利用した計測などへも広がりました。音響計測に加えてそれぞれの計測法を補完的に考え,これまでできなかったような計測の広がりを目指してゆきたいと思っております。