2016 Fiscal Year Research-status Report
ディジタルホログラフィック乾燥・硬化アナライザの開発
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15K06109
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
横田 正幸 島根大学, 総合理工学研究科, 教授 (80323335)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ディジタルホログラフィ / 乾燥・硬化過程の解析 / ディジタルホログラフィック顕微鏡 / FFTを用いたフィルタ処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
二波長1ショット計測においては，最終的にはマッハツェンダー型光学系を採用し，これを用いて紫外線硬化型接着剤のUV光照射における硬化過程の観測を行った。スライドガラス基板2枚で作成したセル内に接着剤を入れ，UV光を照射した。透過型の実験であったが，UV光による硬化の様子を確認することができた。
DH顕微鏡光学系を別途構築し，これによるインクドットの硬化観察を行った。ガラス基板上にインクを針先で塗布した場合，インクの完全硬化には7万秒程度かかることが確認できた。これは新たにインクドットの形状を求め，その変化を追う手法により初めて実現されたものである。また，グリセリン濃度の高低により乾燥時間が異なることが確認できた。この成果は学会2件に発表し，現在学術論文の執筆を検討している。
次に，GPUを用いて光学除振台以外の場所において実験を行うことを想定し，振動などの外乱により生じるノイズを低減する手法について検討を行った。ホログラムを一定時間で逐次記録した後，ホログラム上の一点における時系列データをフーリエ変換することで周波数面においてノイズ成分と信号成分を分けるフィルタの作成とGPUを用いて並列計算処理をするプログラムを作成した。実際に，木片上に塗布した木工用接着剤の硬化過程の観測データに対して本手法によるフィルタ処理を施したところ，ノイズ低減効果による接着剤の硬化過程の観測が有効に行えることを示した。この成果は学会発表し，今後，更にフィルタ効果の性能向上を図り，実用化した乾燥・硬化評価装置に実装する計画を検討中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
二波長１ショット計測の実験では，二波長の分離を直線偏光の方位（平行方位と垂直方位）で行っていることにより，複屈折の効果が結果に重畳するため厳密な形状と変形の同時計測が行えないという問題があるため，今後，二波長の分離を偏光方位ではなく光路を追加する方向で検討することになったため計画よりも多少遅れが生じている。しかし，それ以外のディジタルホログラフィ顕微鏡による微小インクドットの乾燥過程解析やFFTフィルタ法によるノイズ処理低減の検討をGPUを用いた並列計算により行う研究では計画を上回る成果が出ているため，総合的に概ね計画通りに進行していると判断した。今後は，二波長1ショット計測における実験光学系の改善を急ピッチで処理し，その成果を学会や学術論文で公表できるよう研究を推進する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
① 二波長1ショット計測では，二波長の分離を直線偏光の方位ではなく，新たに一つ光路を設けること実現する。これにより二波長の偏光方位を直交させる必要がなくなるため，塗料や接着剤のような複屈折材料に対する記録，解析に対して，本来の変位や変形のみによる影響を考えればよくなるので，より厳密な計測が可能になると考えている。
② ディジタルホログラフィック顕微鏡による微小インクドットの解析では，新たに偏光を記録する光学系を導入し，乾燥時におけるインク塗膜の応力解析を同時に実現する。これによりコーヒーステイン現象が発生する際の塗膜の流動を塗膜の応力分布の計測により実現できるかを検討する。
以上の2点を中心に研究を推進する。
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| Causes of Carryover |
二波長1ショット計測の研究進捗により学会発表などが予定数よりも少なかったこと，また，光学系の変更により次年度改めて新規光学系の構築時に使用することを検討したことによる。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
二波長1ショット計測光学系に新規光路を追加するため，新たにビームスプリッタやミラーなどが必要になり，これらを購入する。
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