| 研究課題/領域番号 |
10450030
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| 研究機関 | 理化学研究所 |
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研究代表者 |
山口 一郎 理化学研究所, 光工学研究室, 主任研究員 (70087443)
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| 研究分担者 |
山本 明弘 理化学研究所, 光工学研究室, 研究員補
加藤 純一 理化学研究所, 光工学研究室, 先任研究員 (70177450)
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| キーワード | Holography / Interferometry / Imageprocessing / Microscopy / 3DMeasurement / Imageformation |
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| 研究概要 |
本研究の目的は物体からの光に参照光を重ねてできる干渉縞を撮像素子で記録し、参照光の位相をシフトさせて複素振幅を直接求め、それに計算機で伝播計算を施すことにより、3次元顕微鏡と粗面の計測に新しい手法を提供することである。当該年度においては位相シフトディジタルホログラフィの結像特性を3次元顕微鏡について調べ、さらに位相分布の直接計測機能を利用した表面形状測定法を開発した。
(1)結像特性の解析:点物体に対して再生像の3次元強度分布の数値計算を行い、干渉縞のピッチが画素ピッチより細くなると再生像がぼける効果を定量的に示した。実験ではピエゾ素子にフィードバック機能つきを採用してモニター干渉計を不要とし、さらに撮像素子の画素数を512×512から1024×1024にふやすことにより画質が大幅に改善された。
(2)レンズを使わない顕微鏡:前年度の3次元顕微鏡で1μmの分解能を得るためには物体と撮像素子の間に対物レンズを挿入していたが、今回レンズを入れずに計算機で放物面型の位相分布を導入して同じ分解能が得られることを示した。干渉縞を粗くするために参照点光源と物体を等距離において良好な拡大像を得た。
(3)位相の再生による表面形状測定:物体照射光の入射角をわずかに変える前後での再生像の位相分布の間の差を取ることにより、表面形状を測定できることを示した。従来は再生像の干渉縞を解析する必要があったが、この手法により高さ情報が直接得られるようになり、顕微鏡的な物体の形状測定法としての利点が示された。
以上の研究によって位相シフトデジタルホログラフィにより簡便な光学系で定量的な情報を与える3次元顕微鏡と表面形状測定法が開発された。今後の課題は記録の高速化と波長情報の記録にある。
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