| 研究課題/領域番号 |
21K04928
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分30020:光工学および光量子科学関連
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| 研究機関 | 徳島大学 |
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研究代表者 |
時実 悠 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 講師 (80648931)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | テラヘルツ波 / 光渦 / 三次元計測 / 位相計測 / テラヘルツ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
テラヘルツ(THz)波三次元計測は光では不透明な物体の内部構造を可視化し、三次元計測の可能性を広げている。しかし、THz波三次元計測は光三次元計測に比べて技術的ハードルが高い。THz波三次元計測の進展には、取り扱いの容易な連続波THz(CW-THz波)を用いた簡便な計測手法が強く望まれる。本研究ではらせん状の波面を持つTHz渦を用いたCW-THz波による三次元計測の開発を行う。これにより、簡便なTHz三次元測定手法の実現を目指す。
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| 研究実績の概要 |
本研究ではらせん状の波面を持つTHz渦を用いたTHz連続波(CW-THz波)による三次元計測を目的とする。これにより大型なレーザーを必要とせずに、簡便な測定系で不透明材料の三次元形状測定を可能とする。
今年度は二波長の可視光CWレーザーを用いて、THz渦三次元計測のための基礎検討を行った。昨年度構築した共軸光渦干渉計から得られる位相情報は、サンプルの三次元形状の情報を含む一方、位相折り返しと呼ばれる測定データの飛びを含む。これは光の位相が一波長で元に戻る事に起因し、測定可能な高さ範囲が光の波長程度に制限されていることを表す。位相折り返しを解消するため、二波長の可視光のレーザーを用いて光渦干渉系を構築した。サンプルに油侵レンズ用の油滴を用い、サンプル形状に由来した光渦干渉縞を二波長光でそれぞれ計測した。計測データの解析によって従来に比べて位相折り返しの少ない位相プロファイルの復元に成功した。さらに、三次元高さ分布を再現するアルゴリズムにより、サンプルの三次元形状の再現に成功した。このことは二波長のレーザーを用いた仮想的な合成波長の生成により、光渦位相計測における測定可能高さ範囲を拡大したことを意味する。
また、THz渦位相計測光学系の構築を目指し、THz渦発生を行った。Tsurupica樹脂を用いた螺旋位相板を発生用素子として用いた。量子カスケードレーザーと非冷却ボロメータアレイを用いて、集光THz渦(4THz, チャージ2)の発生に成功した。さらに本提案で用いるコリメート光学系に変更しTHz渦発生の実験を行ったが、THz渦はカメラ上で測定されなかった。これはコリメートによってTHz波のビーム径が拡大され、強度が低下するためと考えられる。今後はより強度の強いTHz光源やより感度の高いTHzカメラを用いる必要がある。以上によりTHz渦位相計測光学系設計の足がかりを得た。
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