2010 Fiscal Year Annual Research Report

イメージファイバを用いた空間2次微分スピンイメージング測定装置の開発

Research Project

Project/Area Number	21540316
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	内田和人東京大学, 物性研究所, 技術専門職員 (20422438)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	長田俊人東京大学, 物性研究所, 准教授 (00192526)
Keywords	センシング / イメージング / 磁気光学
Research Abstract	本研究は、画像の先鋭化やエッジ検出に用いられる画像処理技術である空間二次微分フィルタを、CCDカメラ、イメージファイバ等の光学系とピエゾ素子駆動ステージを結合させることでハードウェア的に実現し、試料表面からの光信号の変化を二次元画像として高感度に検出するための測定手法の確立を主な目的とする。本年度、CCDカメラ、イメージファイバ、対物レンズ等を含めた光学系と、3軸ピエゾ駆動ステージを、光学定盤と除振台で構成される光学台上に構築し、1台のPCによりピエゾ駆動試料ステージとCCDカメラの制御を行った。また、鉄ガーネット系磁性体について、半導体レーザを光源として、偏光板により直線偏光成分のみ切りだした光の試料面からの反射光を、再度直線偏光板により切り出し、反射光イメージとしてCCDカメラで検出した。本測定手法は、試料の位置を微少量変化させ、取得イメージの差分をとることにより、光源、ファイバ光学系、検出器の時間的・空間的揺らぎをほぼキャンセルしつつ、試料からの光信号の位置依存性のみを高感度に検出しようというものであり、複数の画像データを演算し、処理する必要がある。実際には、試料ステージを数十ミクロン程度、前後左右にそれぞれずらし、その都度、画像イメージを取得した。そして、PC上で基準位置での画像の信号強度を8倍し、シフトして得られた画像をそれぞれ差し引くことにより、擬似的な空間2次微分データを得ることができた。さらに、測定精度をあげるために、光学系の調整、ステージの駆動方法等の最適化を図った。また、空間2次微分データを得るまでの一連のプロセスを行えるプログラムもあわせて開発した。