差分干渉計測法

1993 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: 岡田 勝行 千葉大学, 工学部, 助教授 (00160672)
• 研究分担者: 本田 捷夫 千葉大学, 工学部, 教授 (10016503)
• 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 / 絶対形状測定 / 曲率半径測定 / 球面鏡

研究概要

干渉計測法は高い精度で形状測定が行えるが、それにより得られる値は測定面の形状と参照面の形状の差である。このため、超高精度の測定を行う際などにおいて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、測定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える。
安定な測定のために干渉計としてゾーンプレート干渉計を採用し、特に絶対測定が重要な応用として球面の曲率半径の計測と、非球面の形状計測に関して研究を行った。その結果、以下のような成果を得た。
1、前年度考案した、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新しい計測法において、実験的に高精度測定が実現できることを示した。
2、差分測定法は原理的に2回の測定において異なる条件で測定していれば適用することができ、この意味で適用範囲が広い測定方法である。2回の測定の際の条件を変える方法として、(1)被験面を光軸に垂直方向に移動(2)被験面を光軸方向に移動、の各方法における精度の比較と適用限界の確認を行なった。その結果、後者では移動の際の被測定面の傾きの影響がなく、移動可能な距離も長いため測定精度が向上する事が分かった。
3、球面に近い非球面形状(たとえば放物面鏡)の形状と球面の差を高精度に絶対計測するために、2回の測定の間に被測定面を、その曲率中心を中心として微少に回転させるように移動する方法を考案し、それら2回の測定の差から形状を求める方法を示した。

研究成果

• [文献書誌] Katsuyuki Okada: ""Large plain surface measurement by connecting separately measured interferograms"" Proceedings of the SPIE. 1983. 953-954 (1993)
• [文献書誌] Masashi Otsubo: "Measurement of large plane surface shapes by connecting small-aperture interferograms" Optical Engineering. 33. 608-613 (1994)
• [文献書誌] 本田 捷夫: "「すばる」望遠鏡の光学的測定" 精密工学会誌. 58. 37-40 (1993)
• [文献書誌] 川端 茂樹: "干渉計測における位相計算法の比較" 光学連合シンポジウム'93論文集. 93. 3-4 (1993)
• [文献書誌] Katsuyuki Okada: "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] 劉 志強: "干渉計による球面半径の測定-誤差分析-" 光学連合シンポジウム'93論文集. 93. 9-10 (1993)
• [文献書誌] Z-Q Liu: "Measurement of radius of concave mirror by zone plate interferometer" International Commission for Optics Topical Meeting '94 Extended Abstract. (in press). (1994)
• [文献書誌] 劉 志強: "干渉計による球面半径の絶対計測" 光計測連合シンポジウム'94論文集. (in press). (1994)
• [文献書誌] Z-Q Liu: "Measurement of radius of concave mirrors by a zone plate interferometer" Optics Review. (in press). (1994)