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角度時間変換型オートコリメーション法による精密角度計測

研究課題

研究課題/領域番号 19K14857
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分18020:加工学および生産工学関連
研究機関東北大学

研究代表者

松隈 啓  東北大学, 工学研究科, 助教 (90728370)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード半導体レーザー / 角度計測 / レーザー分光 / 半導体レーザ
研究開始時の研究の概要

本研究では,分解能と測定範囲のトレードオフ関係を破る新しい原理のオートコリメーション法を提案する.オートコリメータ開発,レーザ開発,波長較正器用の分光システム開発を行い,上記を原理実証する.精密計測分野で培われてきた角度精密計測手法であるオートコリメーション法と,これまで精密計測分野ではほとんど用いられていない,波長可変レーザ技術の融合による学際的開拓である点が本研究の独自的な点である.

研究成果の概要

本研究では,分解能と測定範囲のトレードオフ関係を破る新しい原理のオートコリメーション法を提案する.精密計測分野で培われてきた角度精密計測手法であるオートコリメーション法と,これまで精密計測分野ではほとんど用いられていない,波長可変レーザ技術の融合による学際的開拓である点が本研究の独自的な点である.そのために,電流変調型半導体レーザーシステムの開発,および分光システムの開発,さらに角度センサシステムの構築を通して,オートコリメータと呼ばれる既存の角度センサを拡張し,新たな検出原理を創出した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の意義は第一に,精密計測分野ではほとんど用いられていない波長掃引型のレーザーを用いて,角度計測における分解能と測定範囲のトレードオフ関係を破る新しい原理を創出したことにある.これにより,測定範囲の制限を波長掃引レーザーで打ち破ることができることを示した.さらに,波長掃引型のレーザーの用途を示したことで,精密計測学分野界隈での光学計測法の裾野を広げたことが波及効果として考えられ,この点については今後の発展を期待し,社会的意義として位置付ける.

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] An autocollimator with a mid-infrared laser for angular measurement of rough surfaces2021

    • 著者名/発表者名
      Hiraku Matsukuma, Yun Asumi, Masashi Nagaoka, Yuki Shimizu, Wei Gao
    • 雑誌名

      Precision Engineering

      巻: 67 ページ: 89-99

    • DOI

      10.1016/j.precisioneng.2020.09.022

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A New Optical Angle Measurement Method Based on Second Harmonic Generation with a Mode-Locked Femtosecond Laser2019

    • 著者名/発表者名
      Hiraku Matsukuma, Shuhei Madokoro, Wijayanti Dwi Astuti, Yuki Shimizu, and Wei Gao
    • 雑誌名

      Nanomanufacturing and Metrology

      巻: 2 号: 4 ページ: 187-198

    • DOI

      10.1007/s41871-019-00052-4

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 光周波数コムによる精密角度計測2020

    • 著者名/発表者名
      松隈 啓,清水 裕樹,高 偉
    • 学会等名
      一般社団法人レーザー学会学術講演会 第40回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高強度レーザパルスによる非線形効果を用いた角度計測法に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      松隈啓,間所周平,清水裕樹,高偉
    • 学会等名
      2019年度精密工学会春季大会学術講演会論文集
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] An optical angle sensor based on second harmonic generation of a mode-locked laser2019

    • 著者名/発表者名
      Hiraku Matsukuma, Shuhei Madokoro, Masaru Nakao, Yuki Shimizu, Wei Gao
    • 学会等名
      OPTICS & PHOTONICS International Congress 2019 (Optical Technology and Measurement for Industrial Applications (OPTM2019))
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design and Testing a High-Resolution Six-Degree-of-Freedom Surface Encoder2019

    • 著者名/発表者名
      Hiraku Matsukuma, Ryo Ishizuka, Masaya Furuta, Xinghui Li, Yuki Shimizu, Wei Gao
    • 学会等名
      The 14th Internartional Symposium on Measurement Technology and Intelligent Instruments (ISMTII2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2022-01-27  

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