実験名
フェムト秒レーザ光周波数コムに基づく高精度水中音速測定法
研究分野
測定精度のトレーサビリティを確保できる、フェムト秒レーザを用いた新しい海水音速測定法
実験内容
アンプで超音波トランスデューサを駆動して水中の音響光学変調実験を行い、音速を精密に測定します。
実験目的
パワーアンプで超音波トランスデューサを駆動し、トランスデューサから規則的で対称な正弦波を送出させることで、規則的なパルス状の光エンベロープ信号を間接的に得ます。
実験手順
信号発生器で超音波トランスデューサのトリガ周波数の周期を調整します。出力側にATA-122Dパワーアンプを接続し、アンプの利得を26dB、Rinを1MΩ、Routを50Ωに設定して出力をオンにし、実験を開始します。図1はアンプと組み合わせて動作している信号源、図2はオシロスコープに表示した超音波トランスデューサの正弦波形です。
実験結果
アンプで駆動することで、周期の規則正しい音響パルス波形が得られます。図3はパワーアンプで駆動した超音波トランスデューサの音響パルス正弦波形、図4は超音波で変調したフェムト秒レーザ光周波数コムの干渉エンベロープ、図5はヒルベルト変換後に正規化したエンベロープのピークです。アンプで駆動した超音波トランスデューサが送出する正弦波信号は対称で欠けがなく、測定結果は期待どおりの要求を満たしています。その後の音速算出の処理では、信号エンベロープの対応するピーク値を正確に検出でき、精度の高い結果が得られます。
本実験におけるアンプの役割
超音波トランスデューサ（500kHz）を駆動して、超音波が欠けのない正弦波形で出力されるようにします。また利得（振幅）を自由に調整できるため、光強度の違いに応じて超音波信号の強さを自由に切り替えることができ、実験目的を達成できます。
