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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Surface measurement with sub-nano order resolution by using Spin Hall effect of light generated by optical frequency comb

Research Project

Project/Area Number 19H02154
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

水谷 康弘  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (40374152)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高谷 裕浩  大阪大学, 工学研究科, 教授 (70243178)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords光スピンホール効果 / エリプソメトリ / 表面粗さ計測 / 膜厚計測 / 弱値増大効果 / 偏光計測
Outline of Annual Research Achievements

最終年度は,精度検定を行ったのちに応用の可能性を探索した.さらに,アウトリーチ活動を行った.
精度検定では,前年度構築した測定プロトコルにしたがい,AFMの測定結果と比較した.標準試料は,前年度に作製したオプティカルフラットとした.AFMで事前に測定した結果では,表面粗さSa=1.2nmであった.このオプティカルフラットを構築した測定システムで測定した.測定光学系は,サンプルへの測定光の入射角度や直交状態からのずれ量を設定する必要があるが,それぞれ,60度および2度とした.これらの設定値は,実際にオプティカルフラットを測定しつつ,測定感度とから決定した.以上の設定をもとに測定したところ,Sa=7nm±0.2nmとなった.繰返し精度は良好な結果が得られた.しかしながら,絶対値が異なっていることから,キャリブレーション方法をあらたに考案する必要があることがわかった.また,湿度の影響を排除することで長時間の安定性が実現できた.そこで,標準試料を試料ステージを走査することにより表面粗さの面分布を測定した.測定範囲は,10mmとし,20umステップで測定した.その結果,これまでは分からなかった研磨痕が明らかになった.この研磨痕が幾何的な形状として生成されたものか,物性が変わったものかは分からないものの,広い測定範囲だからこそ得られた知見である.
以上の成果をもとに,国際会議で発表したところ高い評価を得て講演賞を受賞した.また,論文東欧は準備中である.

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

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。

  • Research Products

    (7 results)

All 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Structure estimation of deep neural network for triangulation displacement sensors2022

    • Author(s)
      Mizutani Y.、Kataoka S.、Nagai Y.、Uenohara T.、Takaya Y.
    • Journal Title

      CIRP Annals

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1016/j.cirp.2022.04.043

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Ellipsometry based on spin Hall effect of light (SHEL) using modified weak measurement for surface area measurement2022

    • Author(s)
      Naila Zahra, Yasuhiro Mizutani, Zhehan Li, Tsutomu Uenohara, Yasuhiro Takaya
    • Organizer
      Optical Technology and Measurement for Industrial Applications Conference 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] First Photon-detection Ghost imaging for weak light imaging2021

    • Author(s)
      Yasuhiro Mizutani, Shoma Kataoka, Tsutomu Uenohara, Yasuhiro Takaya
    • Organizer
      The 7th Biomedical Imaging and Sensing Conference (BISC2021)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Ghost imaging with probability estimation using convolutional neural network: improving estimation accuracy using parallel convolutional neural network2021

    • Author(s)
      Kataoka, Shoma, Mizutani, Yasuhiro, Uenohara, Tsutomu, Takaya, Yasuhiro
    • Organizer
      SPIE Technologies and Applications of Structured Light
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Scanning 2D Surface Profilometry by using Spin-Hall Effect of Light2021

    • Author(s)
      Yasuhiro Mizutani, Li Zhehan, Yoshiyasu Tadokoro, Tsutomu Uenohara, Yasuhiro Takaya
    • Organizer
      International Symposium on Optomechatoronic Technology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 機械学習で深化するシングルピクセルイメージング2021

    • Author(s)
      水谷康弘
    • Organizer
      2021年度光学シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] Development of Ellipsometry Based on Spin Hall Effect of Light (5th report)-2D distribution of SHEL shift for evaluation of sub-nanometer surface topography-2021

    • Author(s)
      LIZHEHAN,水谷康弘,上野原努,田所利康,高谷裕浩
    • Organizer
      2021年度精密工学会春季大会学術講演会

URL: 

Published: 2022-12-28  

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