X線シアリング干渉計を用いた屈折率CT

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10450028
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 岩田 耕一 大阪府立大学, 工学部, 教授 (20081242)
• 研究分担者: 菊田 久雄 大阪府立大学, 工学部, 助手 (10214743) ; 久保 速雄 大阪府立大学, 工学部, 助教授 (30081243)
• キーワード: X線干渉計 / シアリング干渉計 / 画像計測 / 屈折率CT / 位相検出 / 空間分解能

研究概要

本研究の目的は、提案したX線シアリング干渉計の有効性を示すとともに、屈折率CTへの応用を図ることである。これに関して次の結果を得ている。
1.製作したX線シアリング干渉計に、X線の点光源とシンチレーション・カウンタを用い、物体の機械的走査を行って、プラスッチック等の物体の厚さ変化による干渉強度変化と位相変化を測定し、1μm程度の厚さ変化が検出できることを示した。
2.X線光源を線光源にし、X線の強度検出にCCDカメラを用いることにより、機械的走査なしに、X線画像を得るシステムを構築し、プラスッチック物体などの干渉画像を得た。また、このシステムに位相シフト法を導入し、プラスチック物体の透過X線について位相分布を得た。
3.動力学的球面波回折理論による数値計算を行い、X線シアリング干渉計によって得られる空間分解能が数μm程度になりうることを示した。
4.2体型にすべき干渉計を製作したが、シリコン結晶の残留応力などの為か、良い干渉縞が得られなかった。現在、新しい製作方法を考案し、製作を行っている。位相差測定は既に製作されている干渉計で行っている。
5.シアリング干渉計により得られた位相分布から、3次元屈折率分布を得るための、CTの計算プログラムを作成し、製作したX線干渉計で得られる像についてシミュレーションを行って、この干渉計におけるCT再生の可能性について考察した。
6.回折格子を用いた可視光のシアリング干渉計でCTの手法で断面上の動的な屈折率分布の測定を行い、シアリング干渉計の有用性を示した。
7.X線シアリング干渉計のデータを用いて、軸対象物体に対してCT再生の実験を行い、屈折率分布を得た。

研究成果

• [文献書誌] K. Iwata: "Phase-Shifting X-Ray Shearing Interferometer"Japanese Journal of Applied Physics. 38・11. 6535-6539 (1999)
• [文献書誌] 菊田久雄: "微分干渉計を用いた光CT法による屈折率分布の時間的変化の測定"日本機械学会論文集(C編). 65・637. 3629-3634 (1999)
• [文献書誌] A. Kawasaki: "Phase and Refractive-index Imaging with a Phase-shifting X-ray Shearing Interferometer"Proceedings of IMEKO- XV World Congress. XI. 9-12 (1999)
• [文献書誌] H. Kikuta: "Measurement of temporal variation of refractive-index distribution by optical computed tomography using differential interferometers"Proceedings of IMEKO -XV World Congress. VII. 71-74 (1999)
• [文献書誌] 岩田耕一: "X線干渉計とその応用"精密工学会誌. 64・9. 1299-1303 (1998)
• [文献書誌] K. Iwata: "X-ray shearing interferometer for non-destructive testing"Experimental Mechanics, Advances in Design, Testing and Analysis. 741-745 (1998)
• [文献書誌] K. Iwata: "Phase Imaging with an X-ray Shearing Interferometer"Interntional Archives of Phtogrammetry and Remote Sensing. 32・5. 70-73 (1998)