Demonstration of single-shot polarization state / birefringence detection method for thin film by ultra-wideband vector beam

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本研究では，白色ベクトルビームを光源としたシングルショット偏光状態・複屈折の検出法の実証を目的としている．これは，従来の偏光計測法では各種偏光素子を機械的あるは電気的に変調させるため計測時間が掛かるためである．そのため，面内に様々な偏光状態が分布するベクトルビームの発生をさせ，これを光源としてガラスや高分子膜などの複屈折を高速で計測するための装置の開発が必要となる．令和４年度においては，白色光源における偏光状態および複屈折検出法の確立のため構築した装置を用い，ベクトルビームを発生させ，標準試料の計測を行った．検出偏光光学系を透過後に得られた2次元の光強度分布について高精細CMOSカメラを用いて撮像した．得られた画像を数値化し，画像中心に対して円周方向へ光強度変化特性に変換した後に，このデータをフーリエ解析することで複屈折を算出するソフトウェアを開発し，標準試料としてバビネ-ソレイユ補償子を用いた結果，短時間で複屈折位相差を得ることができるようになった．その結果，従来の回転位相子法やセナルモン法などの計測結果と比較しても，計測時間が数秒程度と改善されることがわかった．現時点では光源として白色LEDを用いたが，指向性に問題があり計測精度の改善が必要となる．また，具体的な観察用試料として光学ガラスや光学フィルムなどを用い，従来の複屈折計測法との比較を行う必要がある．そのため，指向性の高い白色レーザーを光源とした計測を検討する．