2011 Fiscal Year Research-status Report
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23760042
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
津留 俊英 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (30306526)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2013-03-31
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| Keywords | エリプソメトリー / 偏光計測 / 形状計測 |
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| Research Abstract |
本研究はエリプソメトリーの原理を用いて物体表面を構成する微斜面の法線ベクトル情報を精密直読し、3次元形状を再構築する新規リアルタイム3次元形状計測装置を作製すること、また作製した装置を用いて各種応用への実用化要件を明らかにすることを目的とする。H23年度は、(1) 回転検光子法による偏光イメージング特性評価、(2) 偏光イメージングカメラを用いた偏光特性の基礎データ取得、(3) 非偏光成分が3%以内の円偏光照明装置の作製、(4) 振幅分割型及び液晶変調型の偏光イメージング装置の試作を行った。(1)と(2)では、縮小光学系と拡大光学系を適用し、偏光画像計測を行った。(3)の照明装置開発は、微小コア径の光ファイバー射出部にコリメーターを配置し、コリメーター先端に方位角を精密調整した偏光子と1/4波長板を取り付け、円偏光を生成した。作製した照明装置と縮小光学系を用いて、金を十分厚く成膜した直角プリズムの斜面を計測し、所定の精度が実現できることを明らかとした。一方、拡大光学系の場合には、所望の精度を達成することは困難であるが、通常の光強度コントラスト像とは異なる画像が得られることが分かった。(4)の振幅分割型偏光イメージング装置の試作は、3つのビームスプリッターを用いて4分岐した光を4つのCCDカメラを用いて撮像できる構成とした。自作液晶変調器を用いた液晶による位相変調型装置と比較して、較正すべき要素が多いことから、H24年度は液晶変調方式を採用して高精度化を目指すこととした。
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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
2011年3月11日に発生した東日本大震災の影響で、研究開始の時期が遅れたため、3次元形状を再構築するソフトウエアの作成に若干の遅れが生じたが、その他の当初予定した計画は順調に進展した。提案する本手法は、180度異なる傾斜の方位角は反射楕円方位角が同一のため識別が困難であったが、これを識別するための照明方法を新たに考案した。また、より汎用性が高い非偏光照明を用いて偏光イメージングを行うなど当初の計画以上の進展もあった。
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| Strategy for Future Research Activity |
H24年度は、高精度化と高速化を目指して液晶による位相変調型偏光イメージングエリプソメーター開発を行う。また、3次元形状復元ソフトウエアの完成を目指す。具体的には、(1) H23年度に試作した2つの異なる手法による偏光イメージング装置の評価結果から新規に液晶変調型偏光イメージングエリプソメーターを作製する。(2) 現有の多入射角エリプソメーターに液晶を直線配置し、印加電圧と位相の変化を実測する。(3) H23年度の計測から、液晶の位相量は温度に敏感であることが分かっている。そこで、液晶を1度以内に温度制御し、再現性良く位相制御できる構成とする。(4) 液晶による位相変調型イメージングエリプソメーターの制御・計測ソフトウエアを作成する。(5) 位相毎に取得した強度画像をフーリエ変換して偏光画像を得る。現有の回転検光子法による偏光イメージングの計測結果と測定精度について比較検証する。また、測定時間は取得画像枚数で制限されるため、所望の精度を満たす最小枚数を決定し、高速化を図る。(6) (5)で取得・解析した偏光画像データから3次元形状を復元するソフトウエアを作製する。(7) H23年度に考案した方位が180度異なる傾斜を識別できる新しい照明装置を開発する。(8) 新規に作製した位相変調型偏光イメージング装置と照明装置を用いて各種応用への実用化要件を明らかにする。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり、平成24年度請求額と合わせ、次年度に計画している研究の遂行に使用する予定である。
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Research Products
(2 results)
