レーザー散乱光の検出による界面測定法の研究

激光散射光检测界面测量方法研究

• 批准号: 13875077
• 负责人: 毛利 尚武
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13875077/
• 关键词: レーザビーム; 形状計測; 散乱光; 反射回折光; 画像処理; 散乱媒質; ビーム方程式; 回帰直線

本研究はレーザービームの散乱軌跡を検出することにより、被測定物の表面状態に依存しないで、その形状および面性状を測定するものである。平成14年度は、次の項目を実施した。1)3次元交点計算:入射光線および反射光線が一意に交点を持たない(ねじれの位置にある)可能性があるので2つの方程式の求解には一般化逆行列を用いた。また2直線間の最短距離を求めて精度評価の指標とした。3次元空間内に置かれた平面の計測を行った結果、誤差は0.1mm程度であった。2)精度向上を図って拡大光学系による計測を試みた。その結果、最終的にはビームの太さが影響するため光源そのものに更なる工夫を必要とすることが判明した。3)反射点の位置および当該点における面の傾きや曲率のデータを用いて、凹面鏡を対象とした計測を実施した。曲率半径の誤差は20%程度であった。4)エッジによる回折散乱光を測定し,矩形物体などの稜線検出が可能である。5)金属を反射面とした場合は、平面偏光の影響により、光軸回りの光源回転に対して反射光の強度が変化するため、偏光解消板を用いてその影響を除去した。また光源の回転方向を検出することにより、対象物表面の傾きの成分が得られることが分かった。6)半導体レーザを用いて、外部信号によりレーザ出力に変調をかけ、ビデオ出力と同期した信号のみを抽出することにより実験環境の光外乱を除去することを試みた。

这项研究使用对激光束的散射基因座的检测来测量其形状和表面特性，独立于所测量的物体的表面状态。在2002财年中，实施了以下项目：1）3D交叉点计算：由于事件和反射射线可能没有独特的相交（在扭转位置），因此使用了广义的逆矩阵来求解两个方程。此外，确定了两条直线之间的最短距离，并将其用作准确评估的索引。放置在三维空间中的平面的测量结果表明，误差约为0.1 mm。 2）尝试使用放大光系统来提高精度。结果，发现光源本身需要进一步的创造力，因为梁的厚度最终会影响梁。 3）使用有关反射点位置以及该点表面的倾斜度和曲率的数据在凹面镜上进行测量。曲率半径的误差约为20％。 4）可以通过边缘来测量衍射散射光，并检测到边缘线（例如矩形对象）。 5）当金属是反射表面时，由于平面极化的影响，反射光的强度相对于光源围绕光源的旋转而变化，因此使用去极化板消除了效果。还发现，通过检测光源的旋转方向，可以获得对象表面倾斜的一个成分。 6）我们试图通过使用半导体激光器使用外部信号调节激光输出，并仅提取与视频输出同步的信号，从而消除实验环境中的光学干扰。