High dynamic range thickness measurement by 4-beam double heterodyne interference
Project/Area Number |
22K14622
|
Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
|
Allocation Type | Multi-year Fund |
Review Section |
Basic Section 30020:Optical engineering and photon science-related
|
Research Institution | Kobe City College of Technology |
Principal Investigator |
河合 孝太郎 神戸市立工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (00816332)
|
Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
|
Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
|
Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
|
Keywords | ダブルヘテロダイン干渉 / 光計測 / 偏光 |
Outline of Research at the Start |
本研究は、同軸でヘテロダイン干渉させた光波をさらに2光束に分離した後に軸外干渉させた4光束ダブルヘテロダイン干渉を用いて、厚さがサブ波長から数mmオーダーの広い範囲の測定対象の厚さを、1つの単一波長光源および1つの光学系を用いるのみで、非接触かつ高速に光学測定可能な新しい計測手法の確立を目的とする。 現状で提案されている様々な光計測手法においては、測定可能な厚さの範囲が限定されるた めに、測定対象に応じた測定機器の使い分けが必要となる。本研究のように、薄膜から厚膜までの様々な測定対象の厚さを、1つの装置で測定可能な汎用的手法を確立することができれば、産業応用上、大きな意義がある。
|
Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、同軸でヘテロダイン干渉させた光波をさらに2光束に分離した後にoff-axis干渉させた4光束ダブルヘテロダイン干渉を用いて、厚さがサブ波長から数mmオーダー以上の広い範囲の測定対象の厚さを非接触かつ高速に光学測定可能な新しい光計測手法の確立を目的としている。 初年度は、軸外4光束ダブルヘテロダイン干渉の理論確立ならびに基礎実験の実施を目的として研究を遂行した。結果として、干渉縞強度分布の位相変化量からサンプルの厚さを得るための理論構築に加え、干渉4光波の偏光状態を円偏光とするにより、同軸ヘテロダイン干渉光の包絡線による干渉縞成分を独立に取り出せることを示し、測定精度の向上に寄与することを理論的に示した。これらの成果は、Optics Continuum Vol.1 pp.2453-2459 (2022)の査読付学術論文として公開した。また、液晶材料をはじめとする光学異方性材料の測定への適用や本手法の2次元表面プロファイル測定への適用について検討を開始した。 さらに、軸外4光束ダブルヘテロダイン干渉を実施する光学系の形成を開始している。初年度は、同軸ヘテロダイン干渉光波の生成光学系の検討を開始している。
|
Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通りに理論検討ならびに基礎実験が進んでいる。軸外4光束ダブルヘテロダイン干渉の理論確立については、1.同軸でヘテロダイン干渉させた円偏光変調波の特性解析、2.軸外4光束ダブルヘテロダイン干渉により生じる干渉縞強度分布の特性解析、3.干渉縞強度分布の位相変化量からサンプルの厚さを得るための理論検討(定式化)が完了し、当初予定していた本研究課題の理論検討事項はほぼ完了した。次年度にメインで遂行する実験検討の準備も整いつつある。
|
Strategy for Future Research Activity |
初年度主にに実施した理論検討により得た知見を基に、軸外4光束ダブルヘテロダイン干渉を実施する干渉光学系を形成し、本研究課題の実験実証を進めていく。 また、現在進行中の光学異方性材料の測定への適用や本手法の2次元表面プロファイル測定への適用に関する理論検討も別途進めていく。
|
Report
(1 results)
Research Products
(3 results)