Demonstration of single-shot polarization state / birefringence detection method for thin film by ultra-wideband vector beam
Project/Area Number |
20K04508
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 21030:Measurement engineering-related
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Research Institution | National Institute of Technology(KOSEN),Numazu College |
Principal Investigator |
大久保 進也 沼津工業高等専門学校, 制御情報工学科, 准教授 (80369983)
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Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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Keywords | 複屈折計測 / 偏光計測 / ベクトルビーム / シングルショット / 超広帯域ベクトルビーム / 波長分散 / 光学薄膜 |
Outline of Research at the Start |
次世代透明ディスプレイの高画質化のためには,使われている薄肉ガラスの高品質・高均質化が要求されており,そのためにはディスプレイで表示する様々な色に対応した複屈折位相差(屈折率の差)を高精度で行う計測法が必要である.しかしながら,対象物の欠陥検出への要求が急速に高度化している一方で,それを満たす計測法は皆無であり,実現性の高い新しい技術が求められている. 本研究では,高速・高精度で様々な色に対する複屈折位相差を検出できる新しい計測法の確立を目指す.
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Outline of Annual Research Achievements |
本研究では,白色ベクトルビームを光源としたシングルショット偏光状態・複屈折の検出法の実証を目的としている.これは,従来の偏光計測法では各種偏光素子を機械的あるは電気的に変調させるため計測時間が掛かるためである.そのため,面内に様々な偏光状態が分布するベクトルビームの発生をさせ,これを光源としてガラスや高分子膜などの複屈折を高速で計測するための装置の開発が必要となる. 令和4年度においては,白色光源における偏光状態および複屈折検出法の確立のため構築した装置を用い,ベクトルビームを発生させ,標準試料の計測を行った.検出偏光光学系を透過後に得られた2次元の光強度分布について高精細CMOSカメラを用いて撮像した.得られた画像を数値化し,画像中心に対して円周方向へ光強度変化特性に変換した後に,このデータをフーリエ解析することで複屈折を算出するソフトウェアを開発し,標準試料としてバビネ-ソレイユ補償子を用いた結果,短時間で複屈折位相差を得ることができるようになった. その結果,従来の回転位相子法やセナルモン法などの計測結果と比較しても,計測時間が数秒程度と改善されることがわかった.現時点では光源として白色LEDを用いたが,指向性に問題があり計測精度の改善が必要となる.また,具体的な観察用試料として光学ガラスや光学フィルムなどを用い,従来の複屈折計測法との比較を行う必要がある.そのため,指向性の高い白色レーザーを光源とした計測を検討する.
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の目標では,最終年度である令和4年度で正確な白色ベクトルビームの発生を行い,分光複屈折計測を行う予定であった.しかしながら,現時点では光源として白色LEDを用いたが,指向性に問題があり計測精度の改善が必要となる.また,光学系が複雑なため,正確なベクトルビームを発生させるためには更なる微調整が必要であった. 従って,研究期間を延長し,令和5年度で指向性の高い白色光源を用いた計測法の確立を行う.
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Strategy for Future Research Activity |
令和4年度は,補助担当の学生に基本的な実験装置・環境についてのレクチャーを行うことができ,白色光源を用いた計測に留まった.その前段階として,正確なベクトルビームの発生を試み,複数のレーザー(R,G,B)を用い,同時に発振させ分光複屈折計測を試み,これにより数秒程度での計測が可能となった.今後は,従来用いられている手法(回転位相子法や偏光カメラ)等の計測結果と比較し,複屈折位相差の計測分解能を比較し,装置の改善を行う.これにより,使用する光源を指向性の高い白色光とし,連続的な複屈折波長分散の計測を試みる予定である. 本研究においては,本研究室の専攻科1年生が中心となって行うが,必要に応じて偏光光学系の構築方法について熟知している他研究室の学生にも研究補助として協力を仰ぎ,早い段階で装置の完成および計測・装置の評価を目指す.
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Report
(3 results)
Research Products
(2 results)