2013 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 / 機械要素 / 円筒表面 / 欠陥検査 / レーザ干渉 / レーザ走査 / ナノレベル / シュリンクフィッタ |
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| Research Abstract |
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．
空気静圧軸受に取り付けた円筒面を観察して，干渉縞を取得することに成功した．広視野レーザ顕微鏡は横方向空間分解能は高いが，広視野化のために高さ方向の分解能を犠牲にしていた．今回は，干渉法を使用することで，横方向の空間分解能はそのままで，高さ方向の分解能をナノレベルに高めることができた．円筒全面の干渉縞を，円筒展開図のように表示した．干渉縞を等高線としてとらえて，円筒面全面の高さを計算するための補間式を求めた．補間式は種々のものが考えられるが，本研究では縦と横の位置を表すx,yの2変数を用いた，多項式とした．
また，完全な円筒ではなく，円筒の一部形状を持つシリンドリカルレンズの計測も行った．このようなレンズの形状計測は難しく，これまでは実施例もあまりみられなかった．本装置は，横方向の空間分解能が高いので，幾何学的な円筒形状からの逸脱が大きな表面形状であっても計測可能であることが確認できた．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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