2004 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
16360206
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Research Institution | Kagawa University |
|---|
Principal Investigator |
石丸 伊知郎 国立大学法人香川大学, 工学部, 助教授 (70325322)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大平 文和 国立大学法人香川大学, 工学部, 教授 (80325315)
杉野 欣伸 (株)ヒューテック, QCインライン研究所, 開発部長
|
|---|
| Keywords | 膜厚 / 不透明 / 多層膜 / 非接触 / 光音響効果 / 共振 / 粗面 / トワイマングリーン干渉計 |
|---|
| Research Abstract |
我々は,多様な材質の膜厚を光学的に非接触で計測する手法として光熱変換効果に基づく方式を提案した.本手法では,試料表面をナノ秒パルスレーザで照射し,デルタ関数的に光熱変換効果を生じさせることにより数百MHz帯域までの多様な周波数を有する弾性波を一度に励起させ膜厚に応じた周波数成分のみが選択的に残る.我々は,多様な材質へ適用するために,ナノ秒パルスレーザとして極短紫外線であるArFエキシマレーザ(波長:193nm,パルス幅:10nsec.)を用いることにした.ArFエキシマレーザは,フッ化カルシュームなど特定な材質を除いては,可視光領域では透明な素材であっても最表面層で大半の光エネルギーが吸収される.また,共振周波数検出手法には多様な材質への適用の観点から,光学的平坦度が保証されない機械加工面程度の面粗さを有する表面への対応能力が必要となる.そこで,粗面に対応したMHz帯域の高周波高感度変位計測手法として,試料面と参照鏡双方の前面に対物レンズを配置した集光型のトワイマングリーン干渉計を構築した.また,微小な変位だけではなくμmオーダーの大きな変位も検出する必要がある.そこで,共焦点変位計としての性質も併せ持つ高感度長ストローク粗面振動計測手法を考案した.
本年度は,光音響効果による厚さに応じた共振波発生の原理確認実験結果と,粗面の高周波高感度長ストローク粗面振動計測手法の評価を行った.膜厚1.0mmのアルミニウム圧延板を用いた粗面の高周波非接触振動計測実験では,共振周波数3.1MHzを検出し,膜厚1.035mmを非接触で計測できることを実証した.
今後,二つの検出器を用いて弾性波の到達時間差から計測対象ごとに音速を同時計測し,膜厚計測精度の向上を目指す.また,音響インピーダンスと共振モードの関係を解析することで多層膜厚計測に展開する.
|
