2020 Fiscal Year Research-status Report
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19K14860
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
大坪 樹 長崎大学, 工学研究科, 助教 (30755088)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 共焦点顕微鏡 / スペックル / 光触針 / 表面粗さ測定 / 表面凹凸形状測定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高分解能を有する共焦点顕微鏡は，表面微小形状の非接触測定に広く利用されている．しかし，測定値に不自然な短波長ノイズや突発的な異常値が混入するため，測定精度が著しく低下する．異常値の原因は，照射したスポット内の試料表面微小凹凸により生じる光干渉(スペックル)である．本研究課題においては，スペックルによって生じる異常値の抑制を目的としている．共焦点顕微鏡は，被測定位置と対物レンズの焦点が合ったときに受光量が最大になることを利用し，試料表面の凹凸高さを測定する．しかし，スペックルが発生した場合，反射光の結像状態が乱れるため，対物レンズの焦点位置では，最大光量を受光せず焦点からずれた位置において，反射光強度が最大になり異常値が発生する．本研究では，これらの点を踏まえ，位相板を用いスペックルパターンを変化させることで，焦点位置において最大の受光強度を検出させ異常値を抑制する手法を提案した．
2020年度の研究においては，2019年度で使用した位相フィルムによる位相変調に加えて，ランダムな微細凹凸を付与したガラス板を位相変調板として用いた場合におけるスペックルパターンの観察を行なった．ガラス板表面に微細凹凸を付与することで測定面からの反射光に光路差が生じるため，スペックルの干渉条件が変化しスペックルパターンが変化する．実験の結果，スペックルパターンが改善し，焦点位置において最大光量を受光する場合が増加し，スペックルノイズの抑制を示唆した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の研究計画より遅れいる．微細凹凸を付与したガラス板を位相変調板として用いることで，スペックルパターンが変化することを掴んでいることは，現時点での大きな成果だと考えている．ただし，スペックルパターンが十分に変化できているとは言えず，さらなる位相板の改善が必要である．また形状計測結果に与える影響の評価についても，現時点ではまだ一部課題を積み残していると言える．
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度の研究で，微細凹凸を施したガラス板を位相変調板として用いることでスペックルパターンが改善され，受光量も適切な光量が得られることが多くなった．しかし，定量的な評価には至っていない．まずはこの点を明らかにするための実験を実施する．また，「加工方法が異なる被測定面に対応加工な回転式位相板の設計製作」および「位相板による異常値抑制効果の検証」については，本学の精密生産技術研究室ならびに東京都立産業技術高等専門学校などからのご協力を得ながら，2021度中に順次進めていく計画である．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの影響により，実験施設の利用制限がかかり予定していた計画を実行することができなかった．
2021年度は，実験施設に感染拡大対策を施し，予定していた「加工方法が異なる被測定面に対応加工な回転式位相板の設計製作」を実施するため，回転式位相板機構に必要なガラス板，モータ等の材料を購入する．さらに「位相板による異常値抑制効果の検証」を行うために，スペックル監察用のカメラを購入する予定である．
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