2017 Fiscal Year Annual Research Report
多色周波数安定化LDと高速カメラによる絶対面形状・高速面内変位計測法の開発
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17H03155
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
明田川 正人 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (10231854)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平田 研二 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (40314364)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 面形状 / 面内変位 / 多色法 / 周波数安定化LD / 画像ロックイン / 正弦波周波数変調 / 正弦波位相変調 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
単色（633nm）の周波数安定化レーザダイオードを光源とする正弦波周波数／位相変調変位計測干渉計を製作した（正弦波位相変調変位計測干渉計は公表論文1参照）。この干渉信号は変調信号周波数の高調波成分の和になる。干渉計可動ミラーの変位情報を位相項として持つコサイン関数とサイン関数は、この高調波成分のうち、偶数倍高調波（例えば2倍高調波）と奇数倍高調波（例えば3倍高調波）の振幅成分となる。従来の手法では、このコサイン／サイン振幅成分を、同期検波装置（＝ロックインアンプ）で抽出していた。
平成29年度は、ロックインアンプを用いず変調周波数に同期したデータサンプリング装置を用い、変調1周期（＝1／変調周波数）内の特定の複数の干渉信号データの和と差計算で2倍高調波（コサイン成分）と3倍高調波（サイン成分）を得る手法を開発した。従来の手法と比較し、干渉計可動ミラーの変位情報を正しく得ることを確認した（国際会議と国内会議論文参照）。
さらに、この手法を単色のレーザダイオードを光源とする正弦波周波数／位相変調面内変位計測干渉計に応用した。上の干渉計では干渉信号を単一のフォトディテクタで得たが、新たに開発した干渉計は、単一フォトディテクタを2次元高速カメラに変更し、干渉計可動ミラーの面内変位を得た。変調信号に同期して画像サンプリングを行い、各カメラ画素に対して、変調1周期（＝1／変調周波数）内の特定の複数の干渉信号データの和と差計算を行い、干渉計可動ミラーの面内変位情報を正しく得ることを確認した国際会議と国内会議論文参照）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
ロックインアンプを用いないで正弦波周波数／位相変調干渉計の復調を行うことが可能になったこと。
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| Strategy for Future Research Activity |
光源の多色化を図る。現在は633nm周波数安定化LDを光源としているが、これに加え780nm周波数安定化LDと532nm周波数安定化LDを光源とする変位計測あるいは面内変位計測干渉計を開発する。
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