テラヘルツ渦を用いた三次元計測

利用太赫兹涡旋进行三维测量

• 批准号: 21K04928
• 负责人: 時実 悠
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: The University of Tokushima
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04928/
• 关键词: テラヘルツ波; 三次元計測; 位相計測; 光渦; テラヘルツ

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。

THz wave is a non-metallic substance, and it is possible to measure the transparency, low scattering, and opacity of light. THz waves are less invasive than organisms, and safety measurements are possible. The characteristics of THz three-dimensional measurement are used in conjunction with rich proposals. THz wave three-dimensional measurement, THz wave measurement The progress of THz wave three-dimensional measurement is expected. In this study, three-dimensional measurements of CW-THz waves were performed. The measurement of the three-dimensional shape of opaque materials is possible. This year, the basic research of three-dimensional measurement of CW and THz vortex is carried out. 1.5μm near infrared radiation is used to generate optical vortices and construct coaxial optical vortex interference systems. For example, if you want to use oil, you can use oil drops. The measurement of optical vortex interference was successful because of its shape and application. The reconstruction of three-dimensional shape was successful. The method for measuring the three-dimensional shape of the optical vortex is established. The above is the result of the hand-held design of optical system for THz vortex three-dimensional measurement.

项目成果

マイクロ光コムを用いた波長走査型デジタル・ホログラフィーに関する基礎研究

微光梳波长扫描数字全息基础研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 貞廣 知輝;時実 悠;長谷 栄治;南川 丈夫;安井 武史
• 通讯作者: 安井 武史

複数波長を用いた光渦位相計測の検討(2)

多波长光学涡旋相位测量研究（2）

• 发表时间: 2023
• 作者: 高島綾人;時実悠;長谷栄治;安井武史
• 通讯作者: 安井武史

光コムを用いた波長走査型デジタル・ホログラフィーに関する基礎研究(2) モード抽出10GHz光コムの基礎検討

光梳波长扫描数字全息基础研究（2）模式提取10GHz光梳基础研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 貞廣 知輝;時実 悠;長谷 栄治;南川 丈夫;諸橋 功;安井 武史
• 通讯作者: 安井 武史

光コムを用いた高速波長走査型デジタル・ホログラフィーに向けた基礎検討

光梳高速波长扫描数字全息技术的基础研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 小林寛人;落合洋介;宮本洋子;貞廣 知輝，時実 悠，長谷 栄治，南川 丈夫，安井 武史
• 通讯作者: 貞廣 知輝，時実 悠，長谷 栄治，南川 丈夫，安井 武史

Ultralow-frequency ultranarrow-bandwidth coherent terahertz imaging for nondestructive testing of mortar material

用于砂浆材料无损检测的超低频超窄带宽相干太赫兹成像

• DOI: 10.1364/oe.449092
• 发表时间: 2022
• 期刊: Optics Express
• 影响因子: 3.8
• 作者: Tokizane Yu;Yamaguchi Takayoshi;Minamikawa Takeo;Hase Eiji;Yamaguchi Kenzo;Suzuki Akihiro;Ueda Takao;Yasui Takeshi
• 通讯作者: Yasui Takeshi