2021 Fiscal Year Research-status Report
微細形状測定用ファブリ・ペロー干渉計内蔵小径光ファイバスタイラスの開発
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21K03808
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| Research Institution | The University of Kitakyushu |
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Principal Investigator |
村上 洋 北九州市立大学, 国際環境工学部, 准教授 (00416512)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 微細形状測定 / 光ファイバ / スタイラス / ファブリ・ペロー干渉 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，微細金型，各種ノズル穴，半導体等の分野において，立体的で微細な三次元形状部品が増加しており，これらの計測技術の進展なしでは微細加工技術の高度化は実現できないことから，これらを精密に測定する重要性・ニーズは増加している．そこで本研究では，ファブリ・ペロー干渉計を光ファイバ内部に組み込み光ファイバスタイラス自体をセンサ化することで，スタイラス単体で測定対象面との接触を検知可能とする光ファイバプローブの開発を目的としている．
本年度は，スタイラスの設計パラメータの最適化およびスタイラスの製作方法の開発を行った．スタイラス先端部からの反射光をモニタリングしながら弾性樹脂の厚みを調整することにより任意の測定感度にできることを確認した．金ハーフミラーの膜厚を変えてシミュレーションおよび実験を実施し，最適な金膜厚を決定することができた．また，紫外線硬化樹脂や湿気硬化型樹脂などの複数の弾性樹脂を用いて基礎実験を行い，硬化収縮が少なく測定に最適な樹脂を選定できた．スタイラスの製作方法に関しては当初予定していたCO2レーザを用いた方法は弾性樹脂に熱影響を与えることが判明したため，本年度は接着により接触子を干渉部に固定する方法に改良した．製作したスタイラスを用いて原理確認実験を実施し，干渉スペクトルピークの波長シフトから接触を検知可能であることを確認した．次年度は，光源として単色レーザ光源，受光器としてフォトダイオードを用いた測定速度改善の検討および分解能などの性能評価試験などを実施する予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度予定していたスタイラス設計パラメータの最適化は終了することができた．また，今年度と次年度で実施予定のスタイラス製作方法の開発においてもおおむね予定通り進展しているため．
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は，光源として単色レーザ光源，受光器としてフォトダイオードを用いた測定速度改善の検討および分解能などの性能評価試験などを実施する予定である．また，現状利用している光スペクトラムアナライザと広帯域光源を用いた構成においても測定速度の改善や波長ピーク位置検出方法の改善による測定分解能の改善などを実施する予定である．
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| Causes of Carryover |
予定していた学会等がオンライン開催だったため旅費に関して次年度使用額が生じた．また，スタイラス製作方法の改善に時間を要したため物品費に関しても次年度使用額が生じた．次年度使用額は測定装置改善に必要な費用（受光器や光源など）に使用予定である．
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Research Products
(4 results)
