2012 Fiscal Year Annual Research Report
レーザ走査干渉技術を用いたトライボ要素円筒表面ナノレベル観察装置の研究
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23360075
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
新田 勇 新潟大学, 自然科学系, 教授 (30159082)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | トライボロジー / 表面欠陥検査 / 円筒表面 / レーザ干渉 |
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| Research Abstract |
申請者は，独創的な広視野レーザ顕微鏡を用いて，円筒面の全面を短時間で高精度に観察できる手法を世界ではじめて開発した．この装置は広い視野を観察することを主眼としたシュリンクフィッタ技術援用レーザ走査方式を用い，微細レーザスポット光の反射光強度のみを利用している．そのため，横方向の空間分解能は高いが，高さ方向の分解能は数μmにとどまっている．そこで，高さ方向の分解能を向上させるために，レーザ光の位相を利用する独自のレーザ走査干渉法を用いることを立案した．これまでの高い横方向分解能と併せて，高さ方向もnmレベルの高分解能を実現 できる画期的な観察装置の開発を行う．これにより，円筒面などの転がり要素全面の表面形状を高い分解能で観察する手法の開発を，世界に先駆けて実現することを研究目的とする．
昨年度試作した実験装置において，観察物を高精度に回転させるための空気静圧軸受と，円筒試験片の取り付けがうまく行かなかったので，その部分の取り付けジグを改良した．その結果，これまで以上に安定して円筒面の全面観察ができるようになった．そこで，幾何学的な円筒形状に近いと思われるロッドレンズ外周を観察した．観察では，参照板として平面度がλ／20のガラス板を使用した．その結果，当初目的にしていた円筒全周に渡り干渉縞を取得することができた．しかしロッドレンズと，空気静圧軸受との間にわずかに偏心が存在するために，干渉縞は場所により縞密度が急変した．次に，鏡面仕上げされたSUS304製円筒試験片を用いて観察を行った．この試験片では偏心を少なくする工夫を施したために， 全面に亘りきれいな干渉縞を得ることに成功した．今後縞解析が順調に進めば，円筒面全面に亘りその形状をnmレベルで計測することが可能となる．
上記の通り，これまでのところ研究はほぼ計画通りに進んでいると言える．
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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
本研究の目的は，広視野レーザ顕微鏡の高さ方向の解像度をレーザ干渉技術を用いてnmレベルまで改善することである．平成24年度の計画では，平成23年度に試作した装置不具合の改善を行い，円筒形状の観察物をnmレベルで回転ぶれが生じないようにすることであった．そのために，広視野レーザ顕微鏡と円筒観察物の回転軸とのアライメント調整機構を改善した．その結果，当初予定の円筒面全面に亘りレーザ干渉像を得ることができた．これより，研究はおおむね順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
上記の通り，研究はおおむね順調に進んでいるので，次年度も計画通りに進める予定である．
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