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。

This study focuses on the detection of scattered trajectories, surface state dependence, shape and surface properties of the measured object. In 2014, the project was completed. 1)3 Dimensional intersection calculation: incident light rays and reflected light rays have the same meaning, intersection points have the same meaning. Find the shortest distance between two straight lines and evaluate the accuracy of the index. 3-dimensional space inside the plane of the measurement results, error is 0.1 mm 2)Precision measurement of large optical systems The result is that the light source and the time necessary to determine the final result are not affected. 3)The position of the reflection point is too high to measure the curvature of the surface. Curvature radius error is 20%. 4) Reflex scattered light measurement, rectangular object edge detection is possible. 5)In the case of metal reflective surface, the influence of plane polarization, optical axis rotation and light source rotation on the intensity of reflected light is changed, and the influence of polarization cancellation plate is eliminated. The direction of the light source is different from the direction of the light source, and the composition of the image surface is different from the direction of the light source. 6)The semiconductor power supply is controlled by the external power supply.