2021 Fiscal Year Annual Research Report
Study on Nano-Surface Integrity Measurement of Machined Glass Component using Entangled Photon Probe
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19H02042
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
高谷 裕浩 大阪大学, 工学研究科, 教授 (70243178)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水谷 康弘 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (40374152)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ガラス加工表面 / ナノ・サーフェスインテグリティ / 仮想量子ドット / 量子もつれ光子プローブ / ドレスト光子フォノン / 予測型マイクロクラック計測 / 加工計測 / フォトンメトロロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，ガラス加工表面層におけるサーフェスインテグリティの深さプロファイルをナノ分解能で計測可能な手法の確立をめざす．すなわち，ナノ領域の局所的な短距離秩序に支配される微視的構造／応力場の物質情報をもつドレスト光子フォノンと空間情報をもつ量子もつれ光子との相互作用を機序とし，量子もつれ光子対の２光子量子干渉に基づく新たな量子もつれ光子プローブの基本原理の確立を目的としている．本年度は，ガラスのラマンスペクトルからクラック周辺の分子構造の変化を定量的に評価するための基本計測システムの構築とその検証に注力し，次のような研究成果[1]-[3]を得た．
[1]:フォトンカウンティングレベルの超高感度分光器を組み込んで極微弱光ラマン分光計測の改良を図り，さらに表面層深さの励起位置を定量的に分析するため，共焦点法による位置検出光学系を導入した．ガラス加工表面層における分子構造変化のラマンスペクトル解析手法を確立し，石英ガラスの分子構造の詳細な特徴を反映したラマンスペクトルの計測に成功し，ドレスト光子とナノ寸法原子構造体（仮想量子ドット）におけるフォノンの相互作用に基づいた応力推定の信頼性向上を図った．
[2]: 単結晶石英基板表面に様々な条件でビッカース圧痕を作成し，ラマンスペクトルのピーク波数および半値全幅の変化とクラック生成による分子構造変化との関連性を解析した結果，後方散乱光のラマンスペクトルのピークからクラック近傍における極微小な応力分布変化を測定できる可能性を示した．
[3] 量子もつれ光子対の２光子量子干渉に基づいた空間計量に関する基本原理を導入し，光子レベルの高感度ラマン分光解析を高空間分解能な分子構造変化検出へ展開するため，偏光量子もつれ光子による干渉計測系の構築と基礎実験を遂行し，分子構造変化の高速検出を可能とする非走査型位相シフト干渉計測原理を実証した．
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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