Study of Optical Metrology
光計測に関する研究

  1. Real-time laser speckle metrology/実時間レーザースペックル計測

    1. 光相関器: レーザースペックル強度は統計的信号であるため,その処理には相関処理,高速フーリエ変換処理,結合光相関システム(JTC)といった手段がよく用いられる。

       JTC方式は,入力面の上に入力像と参照像を並列的に配置して二度目のフーリエ変換を行うことで相互相関を計算するものである。
       二つの入力パターンをレンズによりフーリエ変換し,ジョイント変換面の上にスペクトル分布を得られる。このような強度分布関数をさらにレンズを用いてフーリエ変換を行うことにより,出力面の上に結合相関関数を得ることができる。




    2. 実時間光スペックル相関器: 空間シフタは偏光板とFLC偏光スイッチと複屈折板によってなる。スペックル変位の前後で,FLC偏光スイッチに印加電圧をオン/オフに切り換えることによって複屈折板を透過する光パターンに適当な空間的なシフトを与えることができる。このようにして生じたスペックルパターンを二重露光することによって結合パターを得ることができる。



    3. 実験結果: 回転すりガラス円板上の6点で相関出力を検出した結果を示す。速度と相関ピークの変位との間には比例の関係があるのがわかる。


      静止物体: 相関信号の間隔は被測物体の移動量。二重露光するスペックル信号の検出時間間隔はわかっているので,
             被測物体の速度を計算することができる。
      運動物体: 相関スポットの間隔が物体の運動量、方向は物体運動の方向に対応している。


  2. Laser tracing system/レーザー追尾システム

     本研究に提案されたLaser Facula Tracking (LFT)技術は,高速運動の目標に対して精密な追尾と測位を行える。




  3. Optical trapping technique for chromosomes analysis/光ピンセットによる生物染色体の解析

    1. 概要: 集光されたレーザー光によって,非接触的,非しんき侵襲的に微小物体を捕捉することが可能になる方法である。トラップ位置を精密(〜10nm)に制御することにより,補足力の精度は〜0.1pNになることが可能である。
    2. 応用: (1)マイクロ素子を製作する;(2)力を計測する;(3)系へ摂動を加える。
    3. 原理と装置: 微小球体を光の焦点の位置からどちらの方向にずらしても,常に焦点に引き戻すような力が動いて,焦点の位置で球体は安定して捕捉される。

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