本論文は、アルミニウム被覆光ファイバーにおける前方励起ブルーアン散乱（Forward Stimulated Brillouin Scattering, FSBS）の温度および音響インピーダンスセンシング理論に基づき、コーティングの厚さが音響モードの周波数および線幅に与える影響を考察し、温度と音響インピーダンスの同時測定を実現し、血液中の疾病検出のための革新的かつ高感度な方法を提案した。研究結果は、放射状音響モードR_0，mの周波数および線幅の変化が温度および音響インピーダンスと線形関係にあることを示し、異なるコーティング厚さの光ファイバーが温度および音響インピーダンスに対する感度において異なることを示した。コーティング厚さが3 µmおよび5 µmの光ファイバーは、それぞれ最高の線幅に対する音響インピーダンス感度3.90 MHz/(kg·mm²·s)と最高の周波数に対する温度感度51.44 kHz/℃を有し、温度および音響インピーダンスの測定誤差は0.015 ℃、0.033 kg/(mm²·s)および0.008 ℃、0.027 kg/(mm²·s)まで低減可能である。コーティング厚さの偏差が±0.5 μm範囲内では、2種の厚さのコーティング光ファイバーにおける温度および音響インピーダンス誤差の変動範囲はそれぞれ0.003～0.020 ℃、0.021～0.032 kg/(mm²·s)および0.003～0.009 ℃、0.004～0.058 kg/(mm²·s)であった。本センシングシステムは血液の温度および音響インピーダンスのリアルタイムモニタリングを実現し、血液の正常な生理状態と高蛋白血症、貧血などの種々の病理状態を区別する検査に潜在的応用価値を持ち、疾患の早期診断および精密医療に新たな検出法を提供できる。

前方励起ブルーアン散乱;アルミニウム被覆光ファイバー;温度および音響インピーダンスセンシング;血液モニタリング;疾病診断