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光ファイバからの回折球面波を絶対計測基準とした非球面形状のサブナノ計測

研究課題

研究課題/領域番号 16360067
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生産工学・加工学
研究機関大阪大学

研究代表者

片岡 俊彦  大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (50029328)

研究分担者 中野 元博  大阪大学, 大学院工学研究科, 助教授 (40164256)
井上 晴行  大阪大学, 大学院工学研究科, 助手 (30304009)
押鐘 寧  大阪大学, 大学院工学研究科, 助手 (40263206)
山内 良昭  大阪大学, 大学院工学研究科, 助手 (00252619)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
12,600千円 (直接経費: 12,600千円)
2006年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2005年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2004年度: 8,700千円 (直接経費: 8,700千円)
キーワード点回折干渉計測 / 位相シフト干渉計測 / シングルモード光ファイバ / 絶対形状計測 / 非球面計測 / fiber optic plate / 計測誤差 / 回折球面波 / 非球面観測 / 点回折球面波干渉計 / Point Diffraction Inteferometer / 位相シフト干渉計 / HeNeレーザー / 大口径光学素子 / 点回折干渉計測法 / 位相シフト干渉計測法 / 7フレームアルゴリズム / デジタルCCDカメラ
研究概要

本年度は,これまで懸案となっていた,位相シフト干渉計測における大きな誤差要因である不要な干渉縞の発生を防ぐ対策を中心に行なった.すなわち,被計測ミラーから戻ってくる球面波と参照球面波とで生成される干渉縞を,FOP(Fiber Optic Plate)上に発生させた.FOPは,光ファイバをバンドルして整形されたイメージ伝送板であり,発生させた干渉縞を裏面に転送する.FOP裏面の干渉縞は,干渉性が非常に落ちるので,カメラレンズ+CCDカメラにより撮影する際に,各部の端面反射などにより発生していた不要な干渉縞群が観測されなくなった.また,CCDカメラを電子シャッタ式に交換したことや,ピエゾステージの移動方法の改良により,PS/PDI装置を構成するコンポーネントから振動発生源をほぼ完全に除去することができた.この結果,φ200mm,曲率半径1500mmの凹面鏡の連続計測における再現性は0.38nm rmsに達した.
下線部の結果を受けて,計測に用いている2つのファイバ光源同士の干渉縞を位相シフト計測することで,PS/PDI装置の現状での計測精度評価を行なった.この計測結果から,(1)FOPに起因した特有のパターン誤差,(2)建物の定常的な揺れに起因する誤差を除去した結果,装置としての計測精度は,ミラー計測の場合0.35nm rmsと見積もられた.これは,有限な計測時間において侵入してくると思われる,建物振動の突発的な成分の影響が消えないためと考えている.
本装置は,非球面度の高い面の計測に用いる際には,その計測結果が表面形状を直接には表わさない.そこで,計測結果から被計測面の形状を精度良く再現する手法として,Helmholz-Kirchhoff積分に基づく,位相解析プログラムを開発した.通常のPS/PDI計測で得られる初期位相分布データに加えて,干渉縞を発生させている被計測面からの診断光の強度分布をも計測し,同プログラムで解析することで,非球面度の高い被計測面の形状も計測(再現)できる手法を開発できた.今後,実用面(放物面など)を使って同手法の有効性を確認してゆく.

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2007 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (24件)

  • [雑誌論文] ファイバ型PS/PDIによる大口径ミラーの計測2007

    • 著者名/発表者名
      松浦敏晋, 岡垣覚, 中村崇亮, 押鐘寧, 井上晴行, 中野元博, 片岡俊彦
    • 雑誌名

      第54回応用物理学関経連合講演会講演予稿集

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ファイバ型PS-PDI装置(Phase-Shifting Point Diffraction Interferometer)の開発-光ファイバからの回折球面波同士の干渉計測による精度の検証-2007

    • 著者名/発表者名
      松浦敏晋, 岡垣覚, 中村崇亮, 押鐘寧, 井上晴行, 中野元博, 片岡俊彦
    • 雑誌名

      2007年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集

    • NAID

      130005028613

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Measurement of the Figure of Large Aperture Mirror by PS/PDI with Optical Fibers2007

    • 著者名/発表者名
      T.Matsuura et al.
    • 雑誌名

      Extended abstracts of the 54^<th> spring meeting 2007

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of PS-PDI (Phase-Shifting Point Diffraction Interferometer) with optical fibers -Estimation of measurement errors by interference between two spherical diffracted waves from optical fibers-(in Japanese)2007

    • 著者名/発表者名
      T.Matsuura et al.
    • 雑誌名

      Proc. of spring meet of JSPE 2007 G25

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ファイバ型PS-PDI装置(Phase-Shifting Point Diffraction Interferometer)の開発-光ファイバからの回折球面波同士の干渉計測による精度の検証-2007

    • 著者名/発表者名
      松浦ほか
    • 雑誌名

      2007年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Absolute surface profiling of large diameter mirror by point diffraction interferometer2006

    • 著者名/発表者名
      S.Okagaki, T.Nakamura, T.Matsuura, Y.0shikane, T.Kataoka, H.Inoue, M.Nakanao
    • 雑誌名

      Extended abstracts of International 21st Century COE Symposium on Atomistic Fabrication Technology

      ページ: 121-122

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] FOW(Fiber Optic Window)を用いた絶対形状計測用ファイバ型PS-PDI(Phase-Shifting Point Diffraction Interferometer)装置の開発2006

    • 著者名/発表者名
      中村崇亮, 岡垣覚, 松浦敏晋, 押鐘寧, 片岡俊彦, 井上晴行, 中野元博
    • 雑誌名

      精密工学会2006年度関西地方定期学術講演会講演論文集

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] FOW(Fiber Optic Window)投影面を用いた大口径ミラー絶対形状計測用ファイバ型PS-PDI(Phase-Shifting Point Diffraction Interferometer)装置の開発2006

    • 著者名/発表者名
      岡垣覚, 中村崇亮, 松浦敏晋, 片岡俊彦, 押鐘寧, 井上晴行, 中野元博
    • 雑誌名

      2006年度精密工学会秋季大会学術講演会 講演論文集

      ページ: 161-161

    • NAID

      130004658297

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Absolute surface profiling of large diameter mirror by point diffraction interferometer2006

    • 著者名/発表者名
      T.Matsuura et al.
    • 雑誌名

      Extended abstracts of Int. 21 St century COE symposium on atomistic fabrication technology

      ページ: 121-122

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of PS-PDI (Phase-Shifting Point Diffraction Interferometer) with optical fibers and FOW (Fiber Optic Window) for absolute surface figure measurement (in Japanese)2006

    • 著者名/発表者名
      T.Nakamura et al.
    • 雑誌名

      Proc. of annual meet of JSPE Kansai division 2006 B03

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of PS-PDI (Phase-Shifting Point Diffraction Interferometer) with optical fibers and FOW (Fiber Optic Window) as projection plane for absolute surface figure measurement of large apertured optics (in Japanese)2006

    • 著者名/発表者名
      S.Okagaki et al.
    • 雑誌名

      Proc. of fall meet of JSPE 2006 161

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Absolute surface profiling of large diameter mirror by point diffraction interferometer2006

    • 著者名/発表者名
      T.Matsuura et al.
    • 雑誌名

      Extended abstracts of International 21st Century COE Symposium on Atomistic Fabrication Technology

      ページ: 121-122

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] FOW(Fiber Optic Window)を用いた絶対形状計測用ファイバ型PS-PDI(Phase-Shifting Point Diffraction Interferometer)装置の開発2006

    • 著者名/発表者名
      中村ほか
    • 雑誌名

      精密工学会2006年度関西地方定期学術講演会 講演論文集

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] FOW(Fiber Optic Window)投影面を用いた大口径ミラー絶対形状計測用ファイバ型PS-PDI(Phase-Shifting Point Diffraction Interferometer)装置の開発2006

    • 著者名/発表者名
      岡垣ほか
    • 雑誌名

      2006年度精密工学会秋季大会学術講演会 講演論文集

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 光ファイバ型点光源を2つ用いたPDI干渉計による大口径ミラーの形状計測2005

    • 著者名/発表者名
      押鐘寧, 片岡俊彦, 中村崇亮, 岡垣覚, 中野元博, 井上晴行
    • 雑誌名

      第66回応用物理学会学術講演会講演予稿集

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 大口径ミラーの絶対形状評価のためのファイバ型2光源PDI干渉計測装置の開発-ミラー保持方法の改良とノイズの低減-2005

    • 著者名/発表者名
      岡垣覚, 中村崇亮, 押鐘寧, 片岡俊彦, 井上晴行, 中野元博
    • 雑誌名

      2005年度精密工学会秋季大会学術講演会 講演論文集

    • NAID

      130004657236

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Measurement of the Figure of a Large Aperture Mirror by Phase-Shifting Point Diffraction Interferometer with Two Point Sources of 0ptical Fibers (in Japanese)2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Oshikane et al.
    • 雑誌名

      Extended abstracts of the 66^<th> autumn meeting 2005 9p-ZF-8

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Absolute Surface Profiling of a Large Aperture Mirror by Point diffraction Interferometer with Two Light Sources of Optical Fibers2005

    • 著者名/発表者名
      S.Okagaki et al.
    • 雑誌名

      Proc. of fall meet of JSPE 2005 K44

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 大口径ミラーの絶対形状評価のためのファイバ型2光源PDI干渉計測装置の開発-ミラー保持方法の改良とノイズの低減-2005

    • 著者名/発表者名
      岡垣他
    • 雑誌名

      2005年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 光ファイバからの回折球面波を用いた位相シフト干渉計測-Phase-Shifting Point Diffraction Interferometryによる大口径光学素子の絶対形状計測-2005

    • 著者名/発表者名
      押鐘 寧, 片岡俊彦
    • 雑誌名

      光アライアンス Vol.16, No.1

      ページ: 49-55

    • NAID

      40006560304

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] レーザー光散乱法によるSiウエハ表面の微小欠陥計測2005

    • 著者名/発表者名
      井上晴行, 片岡俊彦
    • 雑誌名

      光アライアンス Vol.16, No.2

      ページ: 36-41

    • NAID

      40006601718

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] ファイバ光源を利用したPDI計測装置による大口径ミラーの絶対形状計測2004

    • 著者名/発表者名
      押鐘寧, 片岡俊彦, 中村崇亮, 井上晴行, 中野元博
    • 雑誌名

      2004年度精密工学会秋季大会学術講演会 講演論文集

    • NAID

      130004655911

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Absolute Figure Measurement of A Large Apertured Mirror by Point Diffraction Interferometer with Optical Fiber Sources2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Oshikane et al.
    • 雑誌名

      Proc. of fall meet of JSPE 2005 N14

    • NAID

      130004655911

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ファイバ光源を利用したPDI計測装置による大口径ミラーの絶対形状計測2004

    • 著者名/発表者名
      押鐘 寧, 片岡俊彦, 中村崇亮, 中野元博, 井上晴行
    • 雑誌名

      2004年度精密工学会秋季大会 学術講演会講演論文集

      ページ: 1069-1070

    • NAID

      130004655911

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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