研究課題/領域番号 |
20K04508
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研究機関 | 沼津工業高等専門学校 |
研究代表者 |
大久保 進也 沼津工業高等専門学校, 制御情報工学科, 准教授 (80369983)
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研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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キーワード | 複屈折計測 / 偏光計測 / ベクトルビーム / シングルショット |
研究実績の概要 |
本研究では,白色ベクトルビームを光源としたシングルショット偏光状態・複屈折の検出法の実証を目的としている.これは,従来の偏光計測法では各種偏光素子を機械的あるは電気的に変調させるため計測時間が掛かるためである.そのため,面内に様々な偏光状態が分布するベクトルビームの発生をさせ,これを光源としてガラスや高分子膜などの複屈折を高速で計測するための装置の開発が必要となる. 令和4年度においては,白色光源における偏光状態および複屈折検出法の確立のため構築した装置を用い,ベクトルビームを発生させ,標準試料の計測を行った.検出偏光光学系を透過後に得られた2次元の光強度分布について高精細CMOSカメラを用いて撮像した.得られた画像を数値化し,画像中心に対して円周方向へ光強度変化特性に変換した後に,このデータをフーリエ解析することで複屈折を算出するソフトウェアを開発し,標準試料としてバビネ-ソレイユ補償子を用いた結果,短時間で複屈折位相差を得ることができるようになった. その結果,従来の回転位相子法やセナルモン法などの計測結果と比較しても,計測時間が数秒程度と改善されることがわかった.現時点では光源として白色LEDを用いたが,指向性に問題があり計測精度の改善が必要となる.また,具体的な観察用試料として光学ガラスや光学フィルムなどを用い,従来の複屈折計測法との比較を行う必要がある.そのため,指向性の高い白色レーザーを光源とした計測を検討する.
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
当初の目標では,最終年度である令和4年度で正確な白色ベクトルビームの発生を行い,分光複屈折計測を行う予定であった.しかしながら,現時点では光源として白色LEDを用いたが,指向性に問題があり計測精度の改善が必要となる.また,光学系が複雑なため,正確なベクトルビームを発生させるためには更なる微調整が必要であった. 従って,研究期間を延長し,令和5年度で指向性の高い白色光源を用いた計測法の確立を行う.
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今後の研究の推進方策 |
令和4年度は,補助担当の学生に基本的な実験装置・環境についてのレクチャーを行うことができ,白色光源を用いた計測に留まった.その前段階として,正確なベクトルビームの発生を試み,複数のレーザー(R,G,B)を用い,同時に発振させ分光複屈折計測を試み,これにより数秒程度での計測が可能となった.今後は,従来用いられている手法(回転位相子法や偏光カメラ)等の計測結果と比較し,複屈折位相差の計測分解能を比較し,装置の改善を行う.これにより,使用する光源を指向性の高い白色光とし,連続的な複屈折波長分散の計測を試みる予定である. 本研究においては,本研究室の専攻科1年生が中心となって行うが,必要に応じて偏光光学系の構築方法について熟知している他研究室の学生にも研究補助として協力を仰ぎ,早い段階で装置の完成および計測・装置の評価を目指す.
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次年度使用額が生じた理由 |
研究初年度から新型コロナウィルスの影響などで研究開始時期が大幅に遅れていたため,計画通りに研究を遂行することが困難だった.そのため,研究期間を1年延長することとなった.また,研究を遂行するにつれ,当初計画していた実験装置以外の物品を購入する必要が生じたため,延長期間である令和5年度は研究を完了させるために必要な経費として計上する予定である.
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