大口径光学素子の絶対形状評価へのファイバ型2光源PDI形状計測装置の応用

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今年度は,光ファイバを点光源とした位相シフト型の点回折干渉計測装置を製作し,非球面計測に欠かせない大型凹面形状の計測を行なって,その繰り返し計測精度の向上に努めた.この干渉計は,レーザー光を2つのシングルモード光ファイバへ導入して,2つの点光源を用いる点に特長がある.一方の点光源から発生した球面波を計測対象面に照射し,計測面形状の影響を受けた球面波の波面を,もう一方の点光源から発生する球面波を基準として絶対計測する.この際,光源側で位相シフトを実施して,7枚の干渉縞を撮影,解析することで1nm以下の高い分解能での計測が可能となる.今年度は,製作した干渉計を用いて,直径200mm,曲率半径1500mmの凹面鏡の形状計測を行なった.繰り返し計測精度の向上のために,(1)安定なレーザー光源としてHeNe-レーザーを用い,(2)レーザー光とファイバとのカップリング部の剛性向上に配慮し,(3)ファイバクラッド部の伝搬光による迷光をカットし,(4)計測対象ミラーの計測中の振動抑制や保持応力による変形防止に努めた.また,断熱箱を製作して,干渉計周辺の空気の揺らぎの抑制に努めた.この結果,保持状態を変えない場合の繰り返し計測の再現性を,+/-1nm程度まで向上させることが出来た.しかし,保持状態を変えた場合は,+/-50nm程度の誤差があり,ミラー保持方法が完全でない点が問題として残った.