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光ファイバトラッピングプローブを用いたマイクロ部品の3次元形状評価方法の開発

Research Project

Project/Area Number 21860006
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

嚴 祥仁  Tohoku University, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20551576)

Project Period (FY) 2009 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥2,678,000 (Direct Cost: ¥2,060,000、Indirect Cost: ¥618,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,274,000 (Direct Cost: ¥980,000、Indirect Cost: ¥294,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,404,000 (Direct Cost: ¥1,080,000、Indirect Cost: ¥324,000)
Keywordsnano-CMM / 光ファイバトラッピング / プローブ / シミュレーション
Research Abstract

マイクロ加工技術の発達に伴いその製作が可能になったマイクロ部品の精度をnmのオーダで測定可能なナノ3次元座標測定器のプローブとして、単一光ファイバの先端に光捕捉したマイクロ球を利用する光ファイバトラッピングプローブを提案した。光ファイバトラッピングを利用することにより従来の測定器では困難であった急斜面や高アスペクト比構造を持つマイクロ部品の形状評価が可能であることが本手法の特徴である。
本研究では光ファイバトラッピングプローブの精度向上を目標としてテーパ型光ファイバの先端形状の最適設計を行った。本手法で使用する光ファイバの先端からは、マイクロ球をトラッピングするためのレーザ光の射出および、プローブ信号として利用する反射光の再入射が行われるので、十分なトラッピング力を生成することと同時に、信号光の強度を向上させることで、プローブ球のタッチ感度を向上させ、光ファイバトラッピングプローブの精度を向上することができると考えられる。そこで、今年度は光ファイバ先端近傍の微小領域をFDTD方法を用いて解析するシミュレータと光ファイバ先端から射出した光が測定物表面から反射し、光ファイバ先端に再入射すると言った広い領域を解析する光線追跡シミュレータをそれぞれ独立で構築し、光ファイバトラッピングプローブのトラッピング力及び信号光の解析を行った。
来年度はそれぞれ独立で構築されているシミュレータの性能を改善し、両シミュレータを統合する。また、解析結果を実験的に検証する予定である。

Report

(1 results)
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2009

All Presentation (4 results)

  • [Presentation] 光ファイバを用いたナノCMMプローブの研究(第9報)-平面形状の検出-2009

    • Author(s)
      嚴祥仁, 高谷裕浩, 林照剛
    • Organizer
      精密工学会東北支部学術講演会
    • Place of Presentation
      日本大学、郡山市
    • Year and Date
      2009-11-28
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Study on the position detection method using the single fiber optical trapping probe2009

    • Author(s)
      嚴祥仁, 高谷裕浩, 林照剛
    • Organizer
      LEM21
    • Place of Presentation
      Osaka University、吹田市
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Study on Development of the Fiber Optical Trapping Probe using Single Optical Fiber for nano-CMM2009

    • Author(s)
      嚴祥仁, 高谷裕浩
    • Organizer
      KSPE
    • Place of Presentation
      Daegu Exco, KOREA
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 光ファイバを用いたナノCMMプローブの研究(第8報)-基礎的な表面形状検出-2009

    • Author(s)
      嚴祥仁, 高谷裕浩, 林照剛
    • Organizer
      精密工学会秋季大会学術講演会
    • Place of Presentation
      神戸大学、神戸市
    • Related Report
      2009 Annual Research Report

URL: 

Published: 2009-04-01   Modified: 2016-04-21  

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