2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of micro-ellipsometer for precise measurement of refractive index, and its application to tephrochronology
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16K12805
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
津留 俊英 山形大学, 地域教育文化学部, 教授 (30306526)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 偏光解析 / テフラ / 屈折率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、火山の爆発的噴火で火山ガスとともに噴出される「粒径が数mm程度の”テフラ”に含まれる数100 μmの大きさの斑晶鉱物や火山ガラスの屈折率を、偏光解析法(エリプソメトリー)によって高精度で決定できる顕微偏光解析装置を開発する」ことを目的とする。「旧石器」が産出する地層の「層序年代」を「テフロクロノロジー」によって明らかにする時に、班晶鉱物や火山ガラスの「屈折率」を従来の浸液法に変わって光学的に直接計測する手法を確立する。H28年度からH30年度の研究期間で下記の成果を得た。
1. 数100 μmの大きさのテフラ試料を顕微観察するために、空間的に十分な作動距離を持つ約20倍の反射対物ミラーを設計した。凹面・凸面基板上に金膜をイオンビーム成膜し、機械加工で自作したホルダーに組み込んだ。分解能(解像度)テストターゲットを用いて結像特性を評価し、斑晶鉱物や火山ガラスの観察に十分な約4 μmの分解能を持つことを確認した。
2. 作製した対物ミラーと現有の消光型エリプソメーターを組み合わせて顕微偏光解析装置を構築した。入射光を試料へと導く折り返しミラーは対物ミラーと同時成膜して作製した金膜付きの直角プリズムを用いた。複数の試料を観察し、消光状態は良好で精度良く消光方位角を決定できることを確認した。
3. 対物ミラーなど光路中の光学系が偏光に与える影響を光学定数既知の2つの参照試料を用いて決定する計測及び解析法を考案し、作製した計測システムの偏光特性を決定した。
今後、作製した計測システムと解析法を用いて斑晶鉱物や火山ガラスなどの屈折率を精密計測し、データベース化を目指す。
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