テラヘルツ渦を用いた三次元計測

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テラヘルツ(THz)波は非金属物質に対して電波の様な透過性・低散乱性を有し、光に不透明・散乱のある材料にも計測を可能とする。またTHz波は生体に対する侵襲性が小さく、安全な計測が可能である。これらの特徴はTHz三次元計測に応用され、豊富な提案が行われている。しかし、THz波三次元計測は、THzパルス波を用いたTime of flightによる計測が主であり、装置や測定系が大型化する傾向にある。THz波三次元計測の進展には取り扱いの容易な計測手法が望まれる。本研究ではらせん状の波面を持つTHz渦を用いたCW-THz波による三次元計測を実現する。これにより大型なレーザーを必要とせずに、簡便な測定系で不透明材料の三次元形状測定を可能とする。今年度は近赤外CWレーザーを用いて、THz渦三次元計測のための基礎検討を行った。1.5 μm帯の近赤外レーザーを用いて光渦を発生し、共軸光渦干渉系を構築した。サンプルには油侵レンズ用の油滴を用いた。光渦干渉系を用いて、サンプル形状に由来した光渦干渉縞の計測に成功した。また、干渉縞から三次元高さ分布を再現するアルゴリズムを構築し、サンプルの三次元形状の再現に成功した。光渦による三次元形状測定手法を確立したことにより、近赤外領域における測定可能なサンプル形状や、測定に必要な光学系のパラメーター取得が可能となった。以上により今後実施するTHz渦三次元計測の光学系設計の手掛かりを得た。