2017 Fiscal Year Research-status Report
高速位相シフト自己相関ディジタルホログラフィによる実時間高精細イメージング
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16K04970
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
吉川 宣一 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (00282335)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ディジタルホログラフィ / 自己干渉 / インコヒーレント / 位相シフト / 正規化 / 高分解能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ピエゾ移動ステージおよび空間光変調器を用いた位相シフト方式の自己相関ディジタルホログラフィシステムを構築した．記録したインコヒーレントホログラムに対して一般化位相シフト法の統計手法および正規化法を適用してホログラム再生が行えることを明らかにした．正規化法は今回の研究において新たに考案した一般化位相シフト法である．
位相シフトスケジュールを設計し，ステップ位相シフトおよび連続位相シフトが行えるようにした．ステップ位相シフト方式では長時間計測が可能になった．一般化位相シフト法で用いる3フレーム内では安定した再生像が得られており，光源や周囲環境の変化はほぼ無視できることがわかった．連続位相シフト方式では連続的に位相シフト変化するホログラムを記録できるためカメラの最大フレームレートでホログラム記録が可能になり，物体の形状変化を計測することができた．
一般化位相シフト法により得られたランダムに位相シフトした多数枚のホログラムを用いる直流成分推定法を開発した．この方式は従来のハイパスフィルタを用いる方式よりも高精度に直流成分を推定できることが分かった．直流成分推定法と正規化法を組み合わせることにより明瞭な物体光が得られることを示した．10倍の対物レンズを組みこんだ計測システムを用いてテストチャートや微小物体の計測を行い基本性能を確認した．
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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
自己相関インコヒーレントディジタルホログラフィ計測システムにおいて，移動ミラーを使う方式と空間光変調器を使う方式を構築した．ミラーなどの位置関係を適切に配置する手順を開発し簡単にセットアップができるようになった．両方式でインコヒーレントホログラムの記録と再生ができることを確認した．一般化位相シフト法である統計手法と正規化法がインコヒーレントホログラムに対しても適用できることが分かったため，位相シフト量の正確な設定なしで物体項の抽出が可能となった．像再生における拡大縮小が一般的なコヒーレントディジタルホログラフィと同じ方法が利用可能であり明瞭な再生像が得られることがわかった．基本的な原理実験はほぼ完了し，微小物体計測への適用を進めている．
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| Strategy for Future Research Activity |
自己相関インコヒーレントディジタルホログラフィ計測システムを用いて微小物体計測を行う際に周囲環境の影響が大きいことがわかった．そこで計測環境の改善，計測システムの自動化，計測時間の短縮を行い，安定した計測を行えるようにする．
インコヒーレントホログラムは干渉成分よりも直流成分の寄与が極めて大きいことが明らかになった．光源を工夫して効率的に干渉成分を抽出する方法を考える．直流成分推定法は多数枚のホログラムが必要になるため，できるだけ少ない枚数で実行できるように改良する．高倍率の対物レンズを用いて微小物体の計測を行う．計測時間内において微小物体を安定して計測できるようにするための固定法を考える．
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