| 研究課題/領域番号 |
12555112
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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 |
計測工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
佐々木 実 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70282100)
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| 研究分担者 |
江刺 正喜 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (20108468)
羽根 一博 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50164893)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2002
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| キーワード | フォトダイオード / 集積化 / 積層構造 / 干渉計 / 定在波 / 共振構造 / エンコーダ / 回析格子 |
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| 研究概要 |
小型ながら信号強度と質が劣らない、集積化光計測システムの研究を素子開発と実装の方向から並列して進めた。
レーザ干渉計:
Si膜厚が光の波長程度に薄い薄膜フォトダイオードを利用して定在波検出型レーザ干渉計を、指先ほどの大きさ(〜2.5cm)で実現した。偏光板とλ/4板を組み合わせたアイソレータと、薄膜フォトダイオードを積層してレーザダイオードとコリメーションレンズ用ハウジング中に埋め込んだ構成である。干渉信号を検出し9cm/sで移動するステージの変位を1μA程度の光電流信号として検出した。実用的な用途に近いものである。対象物が粗面でも適応できるスペックル中の定在波を検出する干渉計も提案した。現在は、内挿分割に対応すべく、光信号の強度と質を改善する、ファブリ・ペロー共振構造の薄膜フォトダイオードを研究している。効果は既に確認しているが、完全な共振条件でのデータを示すべく実験を進めている。
光学式エンコーダ:
マイクロマシニング技術を利用してSi基板上にグレーティングとフォトダイオードをプリアライメントし製作できる。いくつかの光学式エンコーダを開発した。投影型エンコーダの場合には、グレーティング枚数の増加に伴い光学系が複雑化する問題を無くすと共に、無調整で像のコントラストが高い配置にできる。フォトダイオードで製作した検出側グレーティングの周期を変調して信号に含まれる高次ノイズを減らすこともできる。ベアチップ状の発光ダイオードとファウンダリサービスで用意した増幅回路ICチップを組み合せて、エンコーダ信号が得られることも確認した。ベアチップLEDからの出射光が空間的に広がらないために、平均化効果が少なく、信号波形は歪を含んでいた。更なる改良を進める。
いずれの光計測システムも、実際に積層化して特性を得るまでに至った。細かな改良は今後も進めるが、有効なセンサの構成であることを確認した。
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