2015 Fiscal Year Annual Research Report

広視野レーザ顕微鏡に適した位相シフト法のための疑似位相像出現メカニズムの解明

Research Project

Project/Area Number	26630037
Research Institution	Niigata University
Principal Investigator	新田勇新潟大学, 自然科学系, 教授 (30159082)
Project Period (FY)	2014-04-01 – 2016-03-31
Keywords	機械要素 / レーザ走査干渉計 / 位相シフト法 / 広視野レーザ顕微鏡 / シュリンクフィッタ / ナノ計測 / 広領域
Outline of Annual Research Achievements	広視野レーザ顕微鏡は，同じ倍率で比較すると光学顕微鏡の数百倍広い視野を持つレーザ走査型の新しい顕微鏡である．この顕微鏡を用いて，レーザ干渉像を取得した場合，10mm四方の領域の高低差をナノレベルで計測できる．しかし，通常の干渉計測では位相シフト法を使用するために，参照板の高さ位置を変えながら同一箇所の画像を4～５枚取得しなければならず，計測時間が長くなる欠点を有していた．申請者は，参照板に特殊なコーティングを施すことにより，1回の画像取得で擬似的な位相シフト像が取得できる現象を発見した．複数枚の干渉画像を演算することでしか求められない位相像が，なぜ一度の観察で求まるかは現在のところ不明である．本研究ではこの新規な現象がなぜ生じるかについて，その原理を解明することを研究目的とする．昨年度はガラスの参照板に，種々の金属をECRスパッタ成膜装置で成膜して，すべての参照板で，正弦波状以外の強度分布を持つ干渉縞が観察されることを確認した．使用した金属は，Au，Cu，Ni,Ti,Fe，Crの６種類である．本年度の目標は，この疑似位相像から，すきまの増減方向とすきま量が同時に決定できるかを調べた．昨年度に作製した，観察Cu円板と参照板の間隔をnmで調整できる治具により，既知のすきまを設定した．その上で，非正弦波状の干渉縞から，すきまの減少方向を決定した．干渉縞の輝度分布よりすきまを決定するために，非正弦波状に生じる干渉縞輝度分布を表す実験式を求めた．この実験式を基に輝度値からその場所のすきまを求めた．すきまは，直線的に変化するように調整されているので，このようにして求めたすきまと比較した所，両者はよく一致した．したがって，本年度の目的は達成された．以上のように，当初の計画通りの結果が得られた．