差分干渉計測法

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04452100
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 辻内 順平 千葉大学, 工学部, 教授 (90016254)
• 研究分担者: 岡田 勝行 千葉大学, 工学部, 助教授 (00160672)
• キーワード: 干渉計測 / 精密計測 / 差分測定 / ゾーンプレート干渉計 / 絶対計測 / 曲率半径測定 / 球面鏡

研究概要

干渉計は高精度形状測定を行う際に広く用いられているが、それにより得られる数値は測定面の形状と参照面の形状の差であるために、参照面の精度保持が問題である。これを解決する1つの方法として本研究では差分干渉計測法を提案した。この方法では、一つの測定面に対してその面を移動するなど条件を変えて2回測定し、それらの位相データの差をとることで参照面の影響を差し引いてしまい、絶対計測を行う方法である。この方法によれば参照面の精度によらず高い精度で測定を行うことができる。
本年度は、干渉計として振動や空気の擾乱の影響の少ないゾーンプレート干渉計を採用し、球面の形状と曲率半径の測定に関して検討を行った。その結果、以下のような成果を得た。
1、被測定面を干渉計の光軸と直交する方向にわずかに移動し、その前後で測定した2つの位相分布の差をとることによって球面の形状と曲率半径を測定できることを示した。
2、曲率半径の算出に関する誤差解析の結果、その算出の際に球面の形状を2次関数と近以すると、得られる曲率半径の値に10^<-3>程度の誤差が生じること、及び形状を2次+4次関数と仮定すれば10^<-6>の精度が得られることが判明し、後者の場合実用上十分な精度が得られることがわかった。その仮定について最小二乗法を用いて球面半径を算出する方法を考案した。
3、測定における誤差の解析を行った結果、2回の測定の間に被験体が傾くと測定に大きな誤差が生じることが判明した。これを避けるために、被験面移動装置にもう1つ干渉計を付加して移動の際の被験体の傾きを測定し、その値を用いて測定値を補正する方法について検討し、高精度測定が実現できることを示した。

研究成果

• [文献書誌] Masashi Otsubo,Katsuyuki Okada and Jumpei Teujiuchi: ""Measurement of large plane surface shape with interferometric aperture synthesis"" Technical digest of the Symposium on Optical Fabrication,'92. 52 (1992)
• [文献書誌] Z.Q.Liu,Katsuyuki Okada and Jumpei Tsujiuchi: ""Measurement of radius of concave mirror by zone-plate interferometer"" Technical digest of the Symposium on Optical Fabrication,'92. 53 (1992)
• [文献書誌] Katsuyuki Okada and Jumpei Tsujiuchi: ""Aberration measurement of a graded index micro cylindrical lens from the intensity distribution of a passing light beam"" Optics Communications. 95. 5-10 (1993)
• [文献書誌] Masashi Otsubo,Katsuyuki Okada and Jumpei Tsujiuchi: ""Measurement of large plane surface shape with interferometric aperture synthesis"" Proceedings of SPIE. 1720. 444-447 (1992)
• [文献書誌] Z.Q.Liu,Katsuyuki Okada and Jumpei Tsujiuchi: ""Measurement of radius of concave mirror by zone-plate interferometer"" Proceedings of SPIE. 1720. 448-451 (1992)