| 研究課題/領域番号 |
09555045
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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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, 大学院・工学研究科, 助教授 (20029317)
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| 研究分担者 |
小村 明夫 日立造船(株), 技術開発本部・事業開発統括部, 副参事
打越 純一 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90273581)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1998
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| キーワード | 直線基準 / 光線基準 / 方向安定性 / 直線性 / 追尾精度 / 直進機構 / 真直度 / 平面度 |
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| 研究概要 |
本研究は方向安定化レーザービームを直線基準とした直進機構を用い、1m程度の大型部品の形状を10nm精度の高い精度で測定できる超高精度平面度測定法の開発を目的としている。この測定精度を決定する、4分割フォトダイオード(QPD)が検出する光点中心の直進精度を、ビームの直線性、方向安定性、QPDの光点中心追尾精度にの3つに大別して調べた。
1.レーザービームの光点中心の伝播軌跡の直線性について回折理論に基づいた計算機実験により調べた結果、共振ミラーに角度ミスアライメントや、共振ミラー中心とプラズマ管の細管中心軸にミスアライメントがあっても、フラウンホーファー回折領域においてはビーム強度が理想的な共振器の1/4以上であれば1nm/1m以上になることがわかった。
2.QPDのビーム中心追尾精度は開口を持つQPDを用いて角度ミスアライメントを高精度に調製することにより1nm/1m以上にできることを示し、また変位計先端の直進精度は、変位計をQPD中心に対する最適配置で移動台に取付けて姿勢制御を行うことにより光線基準の安定性と等価な精度にできることを示した。
3.外部共振器ミラーを線熱膨張係数が1×10^<-7>/Kの低熱膨張ガラスで支持する方向安定化He-Neレーザーおよび、ベローズと真空排気系を用いてビーム光路の空気の流れによるじょう乱を防ぎ、ビームの位置及び方向安定性を向上させるストローク600mmの可動真空光路を設計・製作し、恒温雰囲気で、真空光路を用いた場合の方向安定性を評価し、水平方向が3.2×10^<-8>rad/200sec、垂直方向が 3.7×10^<-8>rad/200secであることを確かめた。
4.高精度直進機構に変位計を取り付けて二次元形状測定を行い、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。この方向安定化レーザービームを直線基準とする超高精度直進機構を2軸用い、直交して得られる平面を、平面基準とする超高精度平面度測定法を提案した。
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