回折球面波を絶対基準とする位相シフト干渉計の開発と大口径光学素子の高精度形状計測

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13555034
• Research Institution: Graduate School of Engineering, Osaka University
• Principal Investigator: 片岡 俊彦 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50029328)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 晴行 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30304009) ; 押鐘 寧 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40263206) ; 遠藤 勝義 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90152008)
• Keywords: 回折球面波 / 点光源 / 位相シフト干渉法 / シングルモード光ファイバ / He-Neレーザー / 光干渉計測 / 高精度絶対形状計測 / 計測の再現性

Research Abstract

研究の最終年にあたる本年度は,昨年度までに試作開発が進んだ干渉計について,下記の項目に重点をおいて,研究のまとめを行った.
計測再現性の向上
被検面の取り付け方による計測の再現性の向上について検討した.被検面の取り付け方法を改良し,取り付け時の固定方法による応力の付与を極力抑えた.具体的には,ミラーの3点支持を,円筒状の保持具に接着する形で実施し,固定枠による保持の際に発生しやすい応力歪みを抑制した.
また,光学配置の軸外し転送の都合上,被検面から反射した波面が楕円集光→発散する点に注目し,位相シフト法による形状算出過程(データ処理プログラム)の改良を行なった.つまり,真球面の計測においても楕円面として計測されてしまうシステムエラーを解除した.この結果,形状データに重畳していた被検面形状の左右の周縁部の計測誤差が緩和され,直径200mm,曲率半径1500mmの凹面ミラーの形状計測再現性がPV値で+/-18nmまで向上できた.この値は,ミラーを計測後に取り外し,再度,向きを変えて取り付けた際の値との比較による結果であり,非常に精度の高い計測法が確立できたと言える.

Research Products

• [Publications] 押鐘, 片岡, 遠藤, 野口, 井上, 中野: "光ファイバからの点光源回折球面波を計測の絶対基準とした位相シフト光干渉計の開発"精密工学会誌. 69巻,5号. 24-28 (2003)
• [Publications] 押鐘, 南, 片岡, 中野, 井上: "点光源回折球面波を計測基準とした位相シフト光干渉計に開発-ズーミング計測による横分解能の向上-"2003年度精密工学会 秋季大会 学術講演会講演論文集. B75 (2003)
• [Publications] 押鐘, 南, 片岡, 中野, 井上: "光ファイバを用いたPDIによる大口径凹面鏡の形状計測-直径200mm凹面鏡の形状計測の再現性-"2004年度精密工学会 春季大会 学術講演会講演論文集. N61 (2004)