2013 Fiscal Year Annual Research Report
球内周回光伝搬モード観測によるマイクロ球形状のスキャンレス計測
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24656102
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
道畑 正岐 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70588855)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高谷 裕浩 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70243178)
林 照剛 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00334011)
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| Keywords | WGM / マイクロ球 / マイクロCMM / テーパファイバ |
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| Research Abstract |
本研究は、マイクロ球の直径をWhispering gallery mode (WGM) という光伝搬モードを応用し計測する新しい原理を提案するものであり、本研究課題では、その原理の基本的検証を行った。以下に得られた結果をまとめる。
1) テーパ型ファイバを用いたWGMの励起と計測のシステムを構築した。
2) マイクロ球として用いられるガラス球やルビー球においてWGMの励起が可能であることを確認した。
3) シミュレーションを用いて光ファイバからマイクロ球への光の結合効率を解析した。各モードの種類に対して、モード数をパラメータとして計算した結果、各モードにおいて最も光が外周に集中する際のモード数（Fundamental WGM, FWGM）が最も結合効率が高いことが分かった。
4) それを用いてFWGMのみを励起させるため、あえて結合効率を下げるため光ファイバをマイクロ球から離して光結合を行った。結果、FWGMと思われるモードのみが励起可能であった。
5) 限定的にマイクロ球内で励起されたWGMを用いて90μm程度のマイクロ球の直径を計測した結果、分解能は1nm以下、測定の再現性（ばらつき）は±1nm以下であることが分かった。測定の正確さに関しては検証出来ておらず、今後の課題となるが、数10μmの球を1nmのバラツキで測定可能な極めて精密に測定可能であることが分かった。
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