散乱光のリタデーションを利用した金属粗面計測

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09750045
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 岡 和彦 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00194324)
• Keywords: 散乱 / 偏光 / 金属粗面 / リタデーション / 光ヘテロダイン干渉 / 直交2周波光 / 傷検査 / 複素屈折率

Research Abstract

金属粗面によって散乱された光の偏光状態は、粗面の幾何学的な形状や金属の複素屈折率などに依存する。本研究の目的は、この散乱に伴う偏光変化、特に互いに直交した偏光成分間の位相差(リタデーション)を利用した、金属粗面の新しい非接触計測法を開発することである。
本年度の研究の概要は以下の通りである。
1.金属粗面上の各所から散乱された光のリタデーションを測定するための光ヘテロダイン偏光干渉計を試作した。この干渉計では、直交2周波光源を用いることによって、微弱な散乱光のリタデーションを高精度で測定することが可能である。さらに、二重回折結像系と空間周波数フィルタを利用して、粗面上の各部からある特定の角度で散乱された光のリタデーションの分布を測定することができる。この実験系を利用して、鋼板粗面上の傷によって、リタデーションが変化することを確かめた。
2.Kirchihoff理論に基づいた理論解析と数値計算を行なった。この結果、散乱光のリタデーションが、粗面の傾きの確立密度分布と、材質の複素屈折率によって決まり、RMS粗さや相関長などには陽には依存しないことが示された。これは、散乱光のリタデーションが、散乱光の強度とは異なる情報を持つことを意味する。