| 研究概要 |
1)熱波を局部的に検出できる検出器の開発を行った.すなわち,PVDF膜を小さくし,ピン電極と一体化した,取り扱いしやすい小型の検出器を開発した.また,この検出器と従来の検出器の性能を比較した結果,新しい検出器の方がSN比が約1.5倍に改善されていることがわかった.さらに,欠陥が存在する位置でのスペクトルの半値幅も狭くなっており,空間分解能も向上していることがわかった.したがって,この新しい検出器を用いることにより,測定試料の形状に関係なく熱波による高分解能なイメージを得ることが可能であることを明らかとした.
2)断層像を得るためには光の照射位置と熱波の検出位置が一直線上にない場合の測定も行わなければならない.そこで,検出位置を固定して光の照射位置を走査し,検出シグナルが熱拡散の理論式に従う範囲を求めた結果,金属試料においては約4mmであることがわかった.この結果より,この新しい検出器を用いると厚さ1mmの金属試料で約2mmの範囲の断層像を得る可能性があることがわかった.
3)上記の結果をもとにして,厚さ1mmのアルミニウム板の内部に直径0.5mmの穴を持つ試料の熱波断層像の測定を行った.種々の変調周波数で測定を行った結果,各変調周波数で,振幅シグナルおよび位相シグナルから断層像が得られた.中でも直径0.5mmのピン電極で,変調周波数70Hzの条件で測定した振幅シグナルから再現した断層像がもっとも鮮明であることがわかった.また,位相シグナルから再現した像は,走査範囲が広くなると不鮮明になることがわかった.これはシグナル強度の減少とともに位相の測定精度が悪くなるためである.さらに,直径0.3mmの穴が二つある試料の断層像を測定した結果,二つの穴が分解できることもわかった.
以上の結果より,本研究で開発した検出器が従来の検出器よりも高性能であること,またこの検出器を用いて固体物質内部の熱的性質の違いを非破壊的に画像化できることがわかった,
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