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論文

Demonstration of heat resistant fiber Bragg grating sensors based on femtosecond laser processing for vibration monitoring and temperature change

西村 昭彦; 竹仲 佑介*; 古山 雄大*; 下村 拓也; 寺田 隆哉; 大道 博行

Journal of Laser Micro/Nanoengineering, 9(3), p.221 - 224, 2014/11

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Nanoscience & Nanotechnology)

耐熱FBGセンサをフェムト秒レーザー加工により製作し、原子炉配管の高温に適用した。このセンサを鋼板表面に実装し、共振条件での振動試験を実施した。本センサの耐熱性能は600$$^{circ}$$Cである。安定化波長可変レーザーを使用して原子炉の日常点検のモニタとして利用できることを試験した。このセンサを繰り返し歪み計測を行なえるよう振動鋼板に取り付けた。溶接、ロウ付け、半田付け、そして貴金属接着剤など、各種の取り付け方法について議論した。

論文

Time-resolved soft X-ray imaging of femtosecond laser ablation process in metals

富田 卓朗*; 錦野 将元; 長谷川 登; 南 康夫*; 武井 亮太*; 馬場 基芳*; 江山 剛史*; 高吉 翔大*; 海堀 岳史*; 守田 利昌; et al.

Journal of Laser Micro/Nanoengineering, 9(2), p.137 - 142, 2014/06

 被引用回数:5 パーセンタイル:62.75(Nanoscience & Nanotechnology)

リップル形成やナノアブレーションなどのフェムト秒レーザーアブレーションに関する基礎的なメカニズムは理解されていない。単一パルス照射によって引き起こされる基礎過程を理解するために、我々はプラズマ励起軟X線レーザー(波長13.9nm)による軟X線反射率計測を用いて、白金, 金, タングステンにおけるアブレーションフロントの表面状態についての計測を開始した。ガウス型の強度分布を持ったフェムト秒チタンサファイアレーザー光(波長795nm)をポンプ光とし、局所フルエンスに対するアブレーションダイナミクスの依存性を明らかにすることを試みている。ポンプ光とプローブ光のタイミングジッターをさけるために、X線ストリークカメラを用いたタイミング計測手法を開発しすべてのショットにおいてタイミング計測を行った。ポンプ・プローブ実験結果から金属の種類によって、その軟X線反射像の時間経過や中心のアブレーション痕の周りに発生するダークリングと呼ばれる軟X線低反射領域の形成が大きく違うことを確認した。これらの実験結果は、フェムト秒レーザーアブレーションにおける数値シミュレーションのベンチマークとなると考えられる。

論文

Development of optical fiber Bragg grating sensors for structural health monitoring

島田 幸洋; 西村 昭彦

Journal of Laser Micro/Nanoengineering, 8(1), p.110 - 114, 2013/01

 被引用回数:5 パーセンタイル:70.21(Nanoscience & Nanotechnology)

フェムト秒レーザーを使用した微細加工によって、耐熱性のある光ファイバーブラッググレーティング(FBG)センサーを製作した。さらに炭素繊維テープによって製作したFBGセンサーを強化した。その結果、センサーは機械的強度と取扱性が向上した。このセンサーを600$$^{circ}$$Cまでの温度環境において試験を行い、温度と歪が測定できることを確認した。このセンサーを実際の原子力プラントの高温配管において実装するための開発課題を考察した。

論文

In-situ X-ray observation of molten pool depth during laser micro welding

山田 知典; 菖蒲 敬久; 西村 昭彦; 米本 幸弘; 山下 晋; 村松 壽晴

Journal of Laser Micro/Nanoengineering, 7(3), p.244 - 248, 2012/11

 被引用回数:13 パーセンタイル:38.14(Nanoscience & Nanotechnology)

ファイバーレーザーの小型高性能化が進み、この技術を高経年化軽水炉の検査補修に応用することが可能となった。量子ビーム部門ではこれまで熱交換器伝熱管において微細欠陥を発見し補修する光ファイバ内視鏡とファイバーレーザーを合わせた新型プローブが開発されている。本研究では、微小なき裂を補修するための実演として突合せ溶接を行い、放射光X線を利用して溶接中の材料内部の挙動を観察した。レーザー溶接中の材料内部のその場観察は、溶接不良の原因となる気泡や欠陥を非破壊で観察可能なため、補修溶接での有益な情報を提供することができる。そのため、溶接欠陥の抑制やそのメカニズムの調査に効果的である。これにより開発した新型プローブを用いて実施した、伝熱管の突合せ溶接の溶融池深さを明らかにした。

論文

Surface modifications of metals induced by soft X-ray laser pulse irradiations

石野 雅彦; Faenov, A. Y.*; 田中 桃子; 長谷川 登; 錦野 将元; 保 智己*; Pikuz, T.; 大場 俊幸*; 海堀 岳史; 河内 哲哉

Journal of Laser Micro/Nanoengineering, 7(2), p.147 - 151, 2012/05

 被引用回数:5 パーセンタイル:66.94(Nanoscience & Nanotechnology)

軟X線レーザーによる金属表面加工への応用展開の可能性を探るために、波長13.9nm,パルス幅7psの軟X線レーザーパルスをアルミニウム,銅,金の各表面に集光照射した。照射後の試料表面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、アルミニウム表面に銅や金の表面には見られない特異的な円錐状ナノ構造を持つ改質領域が形成されていることを見いだした。アルミニウム表面に形成される改質領域は、軟X線レーザーによる新規なナノ構造の創成として興味深い。このアルミニウム表面に形成される円錐状ナノ構造を利用することによって、立体構造の形成も可能になると考えられる。応用例としては、例えば触媒表面やX線回折素子等が考えられる。

論文

Design of monitoring system of high temperature piping system by heat resistant fiber Bragg grating

島田 幸洋; 西村 昭彦; 吉川 将成*; 小林 喬郎*

Journal of Laser Micro/Nanoengineering, 5(1), p.99 - 102, 2010/02

 被引用回数:7 パーセンタイル:59.36(Nanoscience & Nanotechnology)

超短パルスレーザー加工によってファイバーブラッググレーティングの製作加工がなされた。その加温前後の特性が測定された。反射スペクトルは600$$^{circ}$$C, 1時間の加温前後で大きな違いはなかった。一本のファイバー内に3個のFBG構造が作成されて、多点計測の可能性を示した。このような高温耐性のあるファイバーブラッググレーティングセンサと波長可変光源の組合せは、原子力発電所における冷却配管の状態監視における強力な手段となることを示した。

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