マイクロマテリアルの面内ひずみ計測用レーザースペックル顕微鏡の開発

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申請者らは電子式レーザスペックル干渉計(ESPI)について,空間的分解能とコントラストを劇的に向上させる新方式(面内位相シフト計測法)の開発を行ってきた.本方法を用いると従来は困難だった微小物体の面内変形計測も可能であると予想される.本研究では,この方法を光学顕微鏡に適用し,微小物体の面内計測を行うためのレーザスペックル顕微鏡を開発することを目的とした.昨年は既存のESPI装置に顕微鏡を組み込み,レーザスペックル顕微鏡を試作した.また,レーザスペックル顕微鏡で得られた位相情報から,微小物体の変位とひずみを求めるアルゴリズムに関して検討した.本年は,昨年の結果を踏まえ,本顕微鏡の精度測定および変位測定を実際に行なった.拡大倍率が小さい場合は,従来の面内位相シフト計測法と同様の変位計測が可能であったが,顕微部の倍率をあげると,スペックル粒子径が観測物体と同程度に大きくなり,ESPIとして機能しないことが分かった.解決策として,開口の大きな対物レンズを使用し,スペックル粒子径を縮小する方法を試してみたが,未だ解決には至っていない.この点は今後の大きな課題である.なお,本研究の一環として,観察対象に皮膜を形成し,スペックルコントラストを向上させる手法も試してみたが,良い結果は得られなかった.ただし,この手法はレーザラマン計測において非常に有効な手段であることを偶然発見した.たとえば酸化鉛のスパッタ皮膜を観察対象に被覆すると,その対象がラマン不活性であっても,ラマン分光法によりひずみ計測が可能になる.この手法をラマン皮膜法と命名した.