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光ファイバトラッピングプローブを用いたマイクロ部品の3次元形状評価方法の開発

开发使用光纤捕获探针的微型零件3D形状评估方法

基本信息

批准号：
21860006
负责人：
嚴祥仁
金额：
$ 1.71万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21860006/
关键词：
nano-CMM 光ファイバトラッピングプローブシミュレーション

项目摘要

マイクロ加工技術の発達に伴いその製作が可能になったマイクロ部品の精度をnmのオーダで測定可能なナノ3次元座標測定器のプローブとして、単一光ファイバの先端に光捕捉したマイクロ球を利用する光ファイバトラッピングプローブを提案した。光ファイバトラッピングを利用することにより従来の測定器では困難であった急斜面や高アスペクト比構造を持つマイクロ部品の形状評価が可能であることが本手法の特徴である。本研究では光ファイバトラッピングプローブの精度向上を目標としてテーパ型光ファイバの先端形状の最適設計を行った。本手法で使用する光ファイバの先端からは、マイクロ球をトラッピングするためのレーザ光の射出および、プローブ信号として利用する反射光の再入射が行われるので、十分なトラッピング力を生成することと同時に、信号光の強度を向上させることで、プローブ球のタッチ感度を向上させ、光ファイバトラッピングプローブの精度を向上することができると考えられる。そこで、今年度は光ファイバ先端近傍の微小領域をFDTD方法を用いて解析するシミュレータと光ファイバ先端から射出した光が測定物表面から反射し、光ファイバ先端に再入射すると言った広い領域を解析する光線追跡シミュレータをそれぞれ独立で構築し、光ファイバトラッピングプローブのトラッピング力及び信号光の解析を行った。来年度はそれぞれ独立で構築されているシミュレータの性能を改善し、両シミュレータを統合する。また、解析結果を実験的に検証する予定である。

The development and manufacture of machining technology is possible, and the accuracy of parts in nm and nm can be measured. The development and manufacture of 3D coordinate measuring devices are possible, and the development and manufacture of 3D coordinate measuring devices are possible. It is difficult to use the light source to measure the shape of the component. It is possible to evaluate the shape of the component by using the sharp slope and high ratio structure. This study aims to optimize the shape of the tip of the optical fiber. The method uses the light source to generate the light source power and the signal intensity to increase the light source power and the signal sensitivity to increase the light source power. The precision of the light source is increasing. The FDTD method is used to analyze the surface reflection of the measured object, the re-incidence of the measured object, the analysis of the light trace of the measured object, the independent construction of the measured object, the analysis of the light trace of the measured object, the analysis of the signal light trace of the measured object, and the analysis of the signal light trace of the measured object. In the coming years, we will build a system to improve the performance of the system. The results of the analysis are given below.