2016 Fiscal Year Annual Research Report
Profilometry system at nano level for whole cylinder surfaces by laser scanning interferometry technique
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26249012
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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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2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 機械要素 / レーザ走査干渉計 / 円筒面 / 広視野レーザ顕微鏡 / シュリンクフィッタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者は，広視野レーザ顕微鏡を創り上げ，円筒面の全面を高精度に観察できる手法を初めて開発した．この装置は微細レーザスポット光のレーザ干渉を利用している．これにより，横方向の高い空間分解能に加えて，高さ方向の分解能もナノレベルに高めることに成功した．申請者のこれまでの基礎研究の総仕上げとして，通常では測定し難い円筒面などの転がり要素全面の表面形状をナノレベルで短時間に評価できる広視野レーザ走査型顕微干渉計の開発を，他に先駆けて実現することを研究目的とする．
これまでに，円筒試験片を空気静圧軸受に取り付ける方法の改良や，参照板の取付手順を改良して，円筒表面の安定した干渉縞を取得する方法について検討を加えてきた．その結果，本測定手法の再現性が確認できた．画像処理による円筒面全面の形状をナノレベルで決定できるようになったが，干渉縞の暗線のみを等高線として使用したので，干渉縞の本数が少ない場合は測定精度が低下する結果となっていた．干渉縞の本数が増えるように，あえて参照板を傾けた画像を取得したが，そのようにすると干渉縞が増えすぎて画像処理に多くの時間を要することが分かった．そこで，位相シフト法のように各画素の輝度分布から高さを計算するようにしたところ，円筒面の形状の近似度が向上することが確認できた．最終年度には，一回の計測で疑似位相像が取得できる方法を適用した．その結果，円筒全面の疑似位相像を取得することができた．また，干渉縞のフーリエ解析からと，多層薄膜の多重反射理論の両面から解析を行い，疑似位相像が生じる原因について明らかにすることができた．さらに，疑似位相像から表面形状を求めるソフトウェア開発を行った．最終的には，疑似位相像から円筒全面の表面形状を求めることができるようになった．今後は，ソフトウェアの完成度を高めて行く予定である．
以上の様に当初の計画以上の結果が得られた．
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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