超小型センサヘッドを持つ分光偏光計

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16560029
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 岡 和彦 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00194324)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 馬場 直志 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70143261)
• Keywords: 分光偏光計 / エリプソメトリ / 薄膜計測 / 超小型偏光計 / 高速偏光計測

Research Abstract

近年、生体計測や産業計測の分野において、in vivoやin situでの分光偏光計測が強く求められている。たとえば、生体計測の分野では、心筋細胞、網膜、ガン細胞などに特有の偏光特性があることが発見されており、それぞれ、狭心症、緑内障、ガンなどの早期診断に役立つことが期待されている。一方、産業計測でのin situでの偏光モニタリングの応用例としては、分光エリプソメトリによる薄膜のオンライン測定や、光通信での偏波モード分散のモニタリングおよびその補償などがあげられる。
本研究の目的は、これらのような用途での利用をめざして、超小型のセンサヘッドを持つ分光偏光計を試作し、その有用性を示すことにある。このために、先に申請者が発明した全く新しい分光偏光解析法「チャネルドスペクトル分光偏光計測法」を用いる。この方法は、既存の様々な偏光計測法とは異なり、機械的ないし能動的(電気光学的)な偏光制御素子が一切不要であり、さらに、一回のスペクトル測定で偏光状態の波長分布に関する全てのパラメータが決定できるという特徴を有している。この原理に基づいて本研究では、構成要素を吟味して、超小型のセンサヘッドを実現する。
本年度はまず、実際に超小型センサヘッドを試作する前の準備として、「スケールアップモデルの試作とその諸特性の評価」を行った。様々な誤差要因を除去する方法を考案し、結果として、感度、安定度、ならびに精度として、現用の(大型な)分光偏光計に近い値を得た。さらにこれらの知見をもとに、「超小型センサヘッドの設計とパラメータの最適化」を行い、次年度の試作に備えた。