2020 Fiscal Year Annual Research Report
Three-dimensional refractive index measurement system using shear interferometer
| Project/Area Number |
18K04158
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
富岡 智 北海道大学, 工学研究院, 教授 (40237110)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮本 直樹 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (00552879)
西山 修輔 日本医療大学, 保健医療学部, 教授 (30333628)
松本 裕 北海道大学, 工学研究院, 助教 (40360929)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 屈折率分布 / 三次元非接触計測 / シア干渉計 / コンピュータトモグラフィー / 位相計測 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では全期間を通して，非定常屈折率三次元分布計測システムの開発を目指した。このシステムを実現するためには，屈折率の光路積分量である位相変化画像を入射方向を変えながら取得し，これらからコンピュータトモグラフィーにより再構成を行う必要がある。しかし，一般的な手法である測定対象を通過した物体光と通過しない参照光を用いる二光束の干渉計では，入射方向を変える際に光学コンポーネントが振動するため，明瞭な干渉縞の高速取得はできなかった。そこで，本研究では参照光を用いずに，測定対象を通過した後の物体光を二つに分け，その一方を平行移動させて重ね合わせるシア干渉計を用いて高速移動させながら明瞭な干渉縞計測を目指した。その結果，期待どおり，二光束干渉計よりも，高速な干渉画像の計測が可能であることが判った。これらの干渉画像から，各入射方向の位相像を算出し，コンピュータトモグラフィーにより三次元屈折率分布を算出することが可能となった。しかし，位相像の算出は複雑なものとなる。
シア干渉計により得られる干渉画像は，測定対象により位相の伝搬方向(縦方向)に変化したものが，横方向シフトされたものが重ね合わされたものであり，位相像(伝搬方向の位相差)の差として検出される。そのため，一般的な二光束干渉法の伝搬方向の位相変化のみを算出する方法に加え，位相変化の差画像から位相変化像を求めるための処理が必要となる。
本年度前半の研究結果から，従来から採用されているこの処理のためのアルゴリズムでは，精度が悪いことが判明した。そこで，本年度は，この処理の高精度化を図った。現在，このアルゴリズムの論文発表準備中である。また，干渉縞から位相像の差画像，あるいは，二光束干渉計では位相像自身を求めるための処理にの高精度化も行った。これは，偏微分方程式を用いる方法であり，この解法に関する論文二報を投稿中である。
|
