回折格子を波面分割素子とするシアリング干渉計の研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650056
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 岩田 耕一 大阪府立大学, 工学部, 教授 (20081242)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中野 隆志 大阪府立大学, 工学部, 助手 (90254432) ; 菊田 久雄 大阪府立大学, 工学部, 助手 (10214743)
• Keywords: 回折格子 / シアリング干渉計 / 光CT / 白色光源 / X線干渉計

Research Abstract

シアリング干渉計の波面分割素子として、わずかに周期の異なる二重周期回折格子を用いる方法、および単純な周期構造をもつ回折格子を4枚用いる方法の二つについて研究を行った。
二重周期格子を用いた干渉計では、二つの周期により回折角が異なることを利用して物体像をシアする。同時に回折角の異なりに対応する一定周期の干渉縞が現れるので、これを利用してフーリエ変換法が適用でき、高い位相分解能の計測が可能になる。応用として、このシアリング干渉計を用いた透過型光CTの装置を試作し、位相物体の屈折率分布の計測を行った。また、光CTを行うための投影データの採取方法について検討し、従来の二光束干渉計を用いる場合とシアリング干渉計を用いた場合の誤差の比較を行い、シアリング干渉計の有利さを示した。
次に、光源の波長広がりに影響されないシアリング干渉計として、同一周期をもつ4枚の回折格子を用いる方法を考えた。シアリング干渉系の感度はシア量と波長の逆数に比例するが、シア量を左右する回折角は波長に比例する。したがって、2枚の回折格子で像をシアする場合、干渉光の位相差は波長に依存しなくなる。この原理を利用して、2枚一組の格子を位相物体の前後に配置することで、波長広がりをもつ光源が利用できるシアリング干渉計を考案した。8mmピッチの回折格子を製作し、光源にハロゲンランプを用いた干渉計を試作した。得られた縞は、理論値の0.5に近いコントラストをもち、コヒーレンスによる余分な干渉のノイズを含まない。また、一つの格子を僅かに移動させることで位相シフト法を導入し、高精度な位相計測を行えるようにした。
一方、上記の4枚の格子を用いたシアリング干渉系をX線の領域に適用し、4枚のシリコンブレ-ドをもつ安定なX線干渉計を試作した。

Research Products

• [Publications] 菊田,中山,谷口,中野,岩田: "回折格子を用いた微分干渉計による屈折率再生光CT" 日本機会学会論文集. 62・599C. 2627-2632 (1996)
• [Publications] 菊田,中野,岩田: "透過型光CT法による屈折率分布計測における微分干渉法と二光束干渉法の比較" 日本機会学会論文集.
• [Publications] T. Nakano, H. Hagino, H. Kikuta, K. Iwata: "Analysis of X-ray interferometers for phase distribution measurement" SPIE. (Proceedings of 17th Congress of ICO). 2778. 17-18 (1996)