| 研究課題/領域番号 |
06555037
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 試験 |
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| 研究分野 |
機械工作・生産工学
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
島田 尚一 大阪大学, 工学部, 助教授 (20029317)
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| 研究分担者 |
打越 純一 大阪大学, 工学部, 助手 (90273581)
井川 直哉 大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (60028983)
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| 研究期間 (年度) |
1994 – 1996
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| キーワード | 直線基準 / レーザービーム / 直進機構 / 真直度 / 方向安定性 / 形状測定 |
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| 研究概要 |
本研究は、幾何学的な形状誤差や取り付け誤差あるいは変形などの曖昧さを一切含まない、物理的な直線基準として、方向安定化レーザービームを利用することを提案し、光線基準に沿って、1m程度の移動距離を10nm台の精度で直進することのできる超高精度直進機構の開発およびその大型機構部品の形状測定、表面加工への応用を目的としている。本研究の主な研究結果を以下に示す。
1.回折理論にもとづく計算機シミュレーションによって、レーザービーム断面の強度中心を追跡する手法を開発し、共振器ミラーにミスアライメントや表面形状誤差があっても、それらの時間変動がなければ、原理的に、1nmレベルの精度を持つ直線基準として使用できることを示した。
2.光路上のある2点に置いたQPDを用いてレーザービーム中心の位置を検出し、偏差に応じてピエゾアクチュエータに取り付けた2個1組のミラーを駆動して、光路中の位置及び角度の変動を補正し、ビームの方向安定性が2×10^<-8>rad以下のビーム方向安定化装置を開発した。
3.方向安定化レーザービームを基準とし、防振台上に1軸滑り案内を設置して、その送り台上にビーム中心のポジションセンサを取り付け、滑り案内に平行に置いたレーザービームの中心を検出しながら常にそれに沿ってポジションセンサが移動する直進機構を試作し、この機構が1mの移動範囲で100nmの直進精度を持つことを確認した。
4.高精度直進機構に変位計を取り付けることにより、光線基準の安定性と等価な運動精度を持つ、高精度形状測定装置を設計した。その測定精度がレーザービーム直線基準と同程度であることを確認した。
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