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2021 Fiscal Year Annual Research Report

高速・高分解能な光加工計測を実現する近接場位相共役レンズの開発

Research Project

Project/Area Number 21H01226
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

臼杵 深  静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (60508191)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 關根 惟敏  静岡大学, 工学部, 助教 (00765993)
三浦 憲二郎  静岡大学, 創造科学技術大学院, 教授 (50254066)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords近接場光学 / 位相共役 / 散乱レンズ / 光パターニング / レーザー干渉
Outline of Annual Research Achievements

代表的な高分解能光加工技術のフォトリソグラフィはフォトマスクの作成・交換,代表的な高分解能光計測技術の近接場光学顕微鏡はプローブスキャンがそれぞれ必要であり,一般的には分解能とスピード(効率)がトレードオフの関係となっている.本研究では,独自に開発した近接場光位相共役によるサブ波長集光スポット生成技術を拡張し,高分解能光パターニングのための近接場位相共役レンズの開発を行う.分解能とスピードのトレードオフを解消し,サブ波長分解能(0.1um),広範囲(10mm× 10mm),機械的運動を伴わない高速パターニング(毎秒30パタ ーン)を同時に実現することを目的とする.
提案手法である近接場位相共役レンズシステムは,「近接場プローブによる微小光源」「散乱光の波面計測」,「位相マップの重ね合わせと位相共役計算」,「位相共役光の再生」で構成されている.2021年度においては,位相シフト干渉法に基づいた波面計測システムの開発,位相マップの重ね合わせと位相共役計算,位相共役光の再生についての実験的検証,近接場プローブによる微小光源生成システムの開発を行った.位相共役光の再生については,ピクセルマッチングにより,無散乱体場では,入射光に即した位相共役光の再生が確認ができた.一方で,散乱体場では,位相共役マップ投影時に集光スポットを確認できたが,集光スポット付近は散乱抑制が不十分な結果となった.光学系の綿密な調整と校正により集光精度の改善が期待できる.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

近接場プローブによる微小光源生成システムは開発中であり,位相共役光の再生については精度向上が必要であるが,これまでに,位相シフト干渉法に基づいた波面計測システムの開発,位相マップの重ね合わせと位相共役計算,位相共役光の再生についての実験的検証,を行うことができたということもあり,おおむね順調に進展していると判断した.

Strategy for Future Research Activity

2022年度においては,近接場プローブによる微小光源生成システムの開発を進めると共に,光学系の綿密な調整および校正により位相共役光の再生精度向上について取り組む.さらに,近接場位相共役レンズを散乱レンズとして考えた場合のレンズ設計を目的としてFDTD法に基づいたシミュレーションを実施する.近接場プローブのモデル化について検証するとともに伝搬光による集光スポットの空間位置制御についても検討を進める.

  • Research Products

    (11 results)

All 2022 2021 Other

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] 一般化三角関数曲線とそのスプライン化2021

    • Author(s)
      三浦憲二郎, R.U. Gobithaasan, 關根惟敏, 臼杵深
    • Journal Title

      日本機械学会論文集

      Volume: 87 Pages: -

    • DOI

      10.1299/transjsme.21-00154

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Uniqueness Theorem on the Shape of Free-form Curves Defined by Three Control Points2021

    • Author(s)
      Kenjiro T. Miura, Dan Wang, R.U. Gobithaasan, Tadatoshi Sekine, Shin Usuki
    • Journal Title

      Computer-Aided Design and Applications

      Volume: 19 Pages: 293-305

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Defective judgment for automotive wire harness using convolutional neural network2021

    • Author(s)
      Tadatoshi Sekine, Hiromi Itaya, Shin Usuki, and Kenjiro T. Miura
    • Journal Title

      IEICE Communications Express

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1587/comex.2021COL0038

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ek-curves: Controlled Local Curvature Extrema2021

    • Author(s)
      Kenjiro T. Miura, R.U. Gobithaasan, Peter Salvi, Dan Wang, Tadatoshi Sekine, Shin Usuki, Jun-ichi Inoguchi, Kenji Kajiwara
    • Journal Title

      The Visual Computer

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1007/s00371-021-02149-8

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 微細構造を利用した光位相共役レンズの開発2022

    • Author(s)
      吉武春陽, 小野田寛太, 臼杵深, 關根惟敏, 三浦憲二郎
    • Organizer
      2022年度精密工学会春季大会学術講演会
  • [Presentation] ライトフィールド顕微鏡による三次元計測2022

    • Author(s)
      臼杵深, 關根惟敏, 三浦憲二郎, 執行航希, 杉拓磨
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第42回年次大会
    • Invited
  • [Presentation] Computational microscopy for biomedical imaging with improved resolution2021

    • Author(s)
      Shin Usuki
    • Organizer
      The 6th International Symposium on Biomedical Engineering
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 生物試料の三次元計測のためのライトフィールド顕微鏡の開発-画素ずらしによる高分解能化と蛍光観察-2021

    • Author(s)
      臼杵深,關根惟敏,三浦憲二郎,前岡遥花,執行航希,杉拓磨
    • Organizer
      2021年度精密工学会秋季大会学術講演会
  • [Remarks] 静岡大学教員データベース - 教員個別情報 : 臼杵 深 (USUKI SHIN)

    • URL

      https://tdb.shizuoka.ac.jp/RDB/public/Default2.aspx?id=10728&l=0

  • [Remarks] researchmap 臼杵 深ウスキ シン (SHIN USUKI)

    • URL

      https://researchmap.jp/7000000133

  • [Remarks] 三浦・臼杵・關根研究室Webサイト 臼杵 深 [Associate Professor]

    • URL

      https://mc2-lab.com/profile/usuki/

URL: 

Published: 2022-12-28  

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