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染川 智弘*; 倉橋 慎理*; 松田 晶平; 余語 覚文*; 久世 宏明*
Optics Letters, 50(1), p.57 - 60, 2025/01
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Optics)We report a hyperspectral Raman imaging lidar system that can remotely detect and identify typical plastic species. The system is based on a frequency-doubled, Q-switched Nd:YAG laser operating at 532 nm and an imaging spectrograph equipped with a gated intensified CCD spectrometer. Stand-off detection of plastics is achieved at 6 m away with a relatively wide field of view of 1 
150 mm
, thus providing the groundwork for better solutions in monitoring marine plastic pollution.
山田 知典; 羽成 敏秀; 柴田 卓弥; 西村 昭彦; 小山 真一; 大道 博行; 島田 義則*; Kotyaev, O.*; 倉橋 慎理*
no journal, ,
福島第一原子力発電所の廃止措置において、放射性物質によって汚染された大量の廃棄物等を処理することが喫緊の課題である。放射性廃棄物の処理を効率的に進めるためには、放射性廃棄物の性状を分析し把握する必要がある。しかしながら、高放射線量下での作業となるため、直接作業が行えない。そこで、遠隔分析が可能なレーザー技術を駆使した熱劣化コンクリートの物理的・機械的特性等の遠隔診断評価を行った。本研究では、レーザードップラー振動計を用いて、コンクリート中を通過する超音波の伝播時間の非接触測定を行った。その結果、熱処理によって劣化したコンクリートは超音波の伝搬時間が長くなることが分かった。この超音波の伝播時間の差は、熱処理に起因するコンクリートの物理的および機械的特性の変化に依存すると考えられる。以上のことから、レーザードップラー振動計は対象物中を伝播する超音波を計測することでコンクリートの熱劣化を評価できる有望なツールであると期待できる。
山田 知典; Nguyen, P. L.; 羽成 敏秀; 柴田 卓弥; 西村 昭彦; 小山 真一; 大道 博行; 島田 義則*; Kotyaev, O.*; 倉橋 慎理*
no journal, ,
東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所の廃止措置において、事故による放射性廃棄物の処分・処分は必要不可欠である。これらの作業は高線量率下で行うことから、人が直接行うのは困難であるため、遠隔技術に関する研究開発が不可欠となる。遠隔操作の観点からファイバーレーザーは、狭隘部に入ることが可能であること、反力が少ないことなどの利点があり、楢葉遠隔技術開発センターにてレーザーを用いた診断技術とサンプリング技術の開発を行っている。本発表では、これらのレーザー技術について紹介する。
加瀬 究*; 斎藤 徳人*; 和田 智之*; 緑川 克美*; 島田 義則*; 倉橋 慎理*; 河内 哲哉*; 錦野 将元*; 大道 博行; 山田 知典
no journal, ,
トンネルなどのインフラの保守保全作業は、技術者の目視確認、手作業(触診・打音・叩き落とし)で行われている。したがって、保守保全作業には非常に時間がかかり、大きな危険が伴う。暮らしの安全を維持し、安定した流通を確保するためにも、効率的で安全な保守保全法の確立が求められている。そこで、レーザー技術を用いて老朽化したインフラの保守保全作業を自動化、効率化に「レーザー高空間分解能計測」、「レーザー打音」、「レーザーコンクリート切断」と呼ばれるレーザー技術を開発し、コンクリート供試体を計測対象として、三つの技術を合わせた屋外試験に初めて成功した。
染川 智弘*; 松田 晶平; 倉橋 慎理*; 余語 覚文*; 久世 宏明*
no journal, ,
プラスチック製品のゴミが河川などを通じて海へ流出した「海洋プラスチックごみ」による汚染が地球規模に深刻化している。被害状況や発生経路を評価するために効率的なモニタリング手法の確立が必要とされている。そこで、ライダー技術を利用した海洋プラスチックごみの遠隔計測技術の開発を開始した。水中にある海洋プラスチックごみへの適用を見据え、水の透過率が比較的高い波長532nmのナノ秒パルスレーザーを光源とした。マクストフカセグレン式望遠鏡で集めたラマン散乱光は、波長532nmのエッジ及びノッチフィルターでレイリー光を除去した後、EM-ICCDカメラ付き分光器を用いてそのスペクトルを計測した。6m先に設置した発泡ポリエチレンの遠隔計測においてポリエチレンのラマン信号が明瞭に観測できた。このことから、ラマンライダー技術の海洋プラスチックごみ観測への適用可能性が示唆された。
染川 智弘*; 松田 晶平; 倉橋 慎理*; 石井 萌*; 久世 宏明*; 椎名 達雄*
no journal, ,
ハイパースペクトルラマンイメージングライダーによる大気成分の可視化法ついて報告する。ハイパースペクトル方式では、カメラレンズ後方に設置したスリットを通過した光が、回折格子を搭載したイメージング分光器によってスリットに対し垂直な方向に分光され、カメラに結像される。そのため、スリットと同じ方向に位置情報が、その垂直方向には波長情報が得られる。ハイパースペクトル方式のイメージングでは、観測視野はスリット幅に依存するため狭くなるが、この視野の垂直方向にシステムを走査させるだけでマッピング観測を実施できる。開発した装置を用いて室内大気を測定した結果、窒素、酸素に加えて水蒸気が観測された。また、沸騰させた水の鉛直上方を測定したところ、水蒸気の信号が増大することを確認した。
石井 萌*; 染川 智弘*; 倉橋 慎理*; 松田 晶平; 久世 宏明*; 椎名 達雄*
no journal, ,
Over a decade after the severe accident at the Fukushima Daiichi nuclear power plant in 2011, there are still concerns about partial damage to the primary containment vessel, which could result in aerosol and gas leaks. Here, to remotely monitor gas leakage, we have developed a compact Raman lidar with a 355 nm 50 kHz DPSS laser. This lidar has two Raman channels for detections of nitrogen and oxygen. We measured these gases in a 1.5 m plastic tube along the laser path at a distance of 10 m from the lidar, with and without artificial injection of nitrogen gas at a flow rate of 10 NL/min. The results indicate that the system is capable of distinguishing the ambient concentration around 80% and the concentration of nearly 100% in the flow. The reduction in oxygen concentration was also detected.
染川 智弘*; 松田 晶平; 倉橋 慎理*; 余語 覚文*; 久世 宏明*
no journal, ,
海洋プラスチックごみの影響が深刻化しており、プラスチックの使用を削減する取り組みだけでなく、発生経路や被害を正確に評価することが社会的課題となっている。現状は採取・採水測定が一般的であり、範囲や頻度に限りがあるため、広い領域を短時間に調査できる手法の開発が望まれる。そこで、リモートセンシングの1つであるライダー技術を利用したモニタリング手法の開発を行っている。本発表では、数mの距離に設置したプラスチック試料のリモートラマンスペクトル測定の結果を報告する。ラマンスペクトルには様々な振動モード由来のピークを測定することができた。このことから、プラスチックの同定が可能であることがわかった。
三上 勝大; 倉橋 慎理*; 北村 俊幸*; 長谷川 登; 岡田 大; 近藤 修司; Kotyaev, O.*; 島田 義則*; 河内 哲哉
no journal, ,
コンクリート製社会インフラ構造物の老朽化による深刻な事故が懸念されており、重大事故を未然に防ぐため打音法によるコンクリートの内部欠陥検査が進められている。最近、開発が進められているレーザーを用いた内部欠陥検査手法では、振動励起レーザーの高エネルギーパルスによりコンクリート表面に振動を発生させ、振動箇所を検出レーザーを用いて遠隔かつ定量的に内部欠陥を評価が可能となっている。我々は、高速のコンクリートの内部欠陥検査を行うため、振動励起レーザーおよび検出レーザーの高繰返し化を行った検査システム試作機を開発し、実用化に向けた高速欠陥検査を実証したので報告する。
長谷川 登*; 錦野 将元*; 三上 勝大*; 岡田 大*; 近藤 修司*; 河内 哲哉*; 島田 義則*; 倉橋 慎理*; 北村 俊幸*; Kotyaev, O.*; et al.
no journal, ,
急峻な地形を有する我が国にはトンネルや橋梁をはじめとするコンクリートを使用した社会インフラが数多く利用されている。特にトンネルの総延長は鉄道・道路を合わせて約8,000kmにも及んでおり、その中には築50年を越えたものも多く、事故を未然に防ぐための定期的な点検・補修を行うことが社会的な急務となっている。現在のコンクリート構造物の保守保全作業は訓練を受けた作業員による手作業に委ねられており、近接目視・触診・打音検査により欠陥を診断し、必要に応じて叩き落とし等の補修を行っている。これらは全て対象に近接する必要があるため時間がかかる事に加え、検査員に危険も伴う。そこで、高速・非接触・遠隔操作が可能な新しい保守保全技術の開発が盛んに行われている。本研究では、3種類のレーザー技術を用いることで、トンネルコンクリートを対象とした近接目視・触診・打音・叩き落としの一連の作業を遠隔・自動化を行うことを目的とし、屋外における実証試験を開始しており、この結果を中心に紹介する。
染川 智弘*; 松田 晶平; 倉橋 慎理*; 余語 覚文*; 久世 宏明*
no journal, ,
海洋プラスチックごみを遠隔検出するために開発している可搬型ラマンライダーについて報告する。このライダーの光源にはNd: YAGレーザーを用い、水の透過性が比較的良い波長532nmを採用した。対象物のラマン散乱信号をカセグレン式望遠鏡で集め、分光器で分光したスペクトル情報をゲート機能付きICCDカメラで取得した。構築したシステムを用いて、6m前方に設置したポリエチレン試料のラマンライダーによる遠隔識別を達成した。
石井 萌*; 染川 智弘*; 倉橋 慎理*; 松田 晶平; 久世 宏明*; 椎名 達雄*
no journal, ,
原子力発電所の建屋内など、大型で複雑な構造物から漏洩する気体の検出を目的として開発している可搬型ラマンライダーについて報告する。光源に繰返し周波数50KHz、波長355nmの半導体励起固体Qスイッチレーザーを用いて時間応答を高めた。対象からの信号は屈折式望遠鏡で集め、ラマン散乱波長に相当するフィルターを透過させた後に光電子増倍管で受光した。受光部は、窒素、酸素、水、水蒸気のラマン散乱に加え、ダストからのミー散乱にも対応させた合計5チャンネルで構成した。バックグラウンドとの差分法により、前方6m位置で室内大気中に噴出させた窒素ガスを検知することに成功した。
山田 知典; 鈴木 啓司; 羽成 敏秀; 柴田 卓弥; 西村 昭彦; 小山 真一; 大道 博行; 島田 義則*; Kotyaev, O.*; 倉橋 慎理*
no journal, ,
東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所の廃止措置の推進のためには、人間が直接作業できない高線量率下での作業を想定した種々の遠隔技術開発が必要不可欠である。遠隔操作による材料診断技術として、ホットセル内において、放射能で汚染された試料の物理的・機械的特性等を、レーザーを用いることで遠隔から非接触、非破壊で評価することを目的として開発を進めている。本報告では、重コンクリートを対象とし、レーザー光を用いることで、遠隔からコンクリートに超音波を発生させ、コンクリート中の音波の透過、反射成分等をレーザー光により計測することで、機械的強度の変化を評価可能であることが確認でき、その結果について報告する。
松田 晶平; 染川 智弘*; 倉橋 慎理*; 石井 萌*; 久世 宏明*; 椎名 達雄*
no journal, ,
原子力発電所の建屋内など、大型で複雑な構造物から漏洩する気体の検出を目指して開発しているリモートセンシング技術について報告する。ここでは、短時間に広い面積のスキャンを実現するため、2次元情報が得られるフラッシュ方式のライダーシステムを構築した。Nd:YAGパルスレーザーの倍波532nmを光源に用いて拡散照射し、気体のラマン散乱信号をカメラレンズで集め、ゲート機能付きemICCDカメラで検出した。検出器の前に対象のラマン散乱波長に相当するフィルターを設置し、これを切り換えることで、窒素、酸素、水、水蒸気を識別するフィルター方式とした。このシステムで測定したところ、数m位置で対象ガスの2次元画像を取得できた。また、他の方法として、屈折率変化に基づく気体の可視化について検討した。
