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大阪府立大学 工学研究科 電子・数物系専攻 電子物理工学分野
高橋 和 准教授
爆発事故を誘発する静電気を光技術で検知する
出展番号D-15
Osaka Prefecture University Associate Professor Yasushi Takahashi
Optical detection of the static electricity causing a explosion accident
持続可能な開発目標(SDGs)
レジリエントなインフラを整備し、包摂的で持続可能な産業化を推進するとともに、イノベーションの拡大を図る
共同研究者
京都大学 工学研究科
野田進 教授
京都大学 工学研究科
浅野卓 准教授
展示概要

技術概要

静電気によるロケットの打ち上げ失敗や工場爆発など重大事故が多発している。高度化した産業現場では、静電気による事故予知は容易ではない。本静電気検知技術は、1チップに集積化した100万を超える高いQ値を持つシリコンナノ共振器を有するシリコンラマンレーザが、静電気に対して敏感であることを利用する。開発デバイスは1mm程度の小型軽量であり、狭小空間での利用が見込め、素子自体が静電破壊されることはない。宇宙産業、化学プラントで需要が大きいと考えている。

想定される活用例

狭小空間の静電気検知
24時間リモート検知、例えば化学プラント
強振動空間、例えばロケット内

 

展示のみどころ

レーザ発振中のナノ共振器に静電気を照射すると(市販のコロナ帯電ガンを使用、照射パワーは最小レベル)、数秒でレーザ発振が止まることを確認した。これは、静電気がシリコン表面に発生させた電荷により、100万以上あるナノ共振器のQ値が下がるためである。発振前後での出力差が3桁と大きいため、信頼性の高いセンシングが可能となる。静電気が消えれば発振が回復することも確認しており、動作を動画でも紹介する。

高Q値ナノ共振器 / High-Q nanocavity

研究シーズに用いた光共振器の構造。

シリコンラマンレーザ / Silicon Raman laser

研究シーズに用いたシリコンラマンレーザ。

1分間動画
シリコンラマンレーザを用いた静電気検知技術 / Detection of electrostatic charge using Raman silicon laser

シリコンラマンレーザを用いた静電気検知技術 / Detection of electrostatic charge using Raman silicon laser

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