破壊的干渉照明を用いた次世代極細光ファイバ直径のナノ精度計測原理の確立

利用相消干涉照明建立下一代超细光纤直径纳米精度测量原理

• 批准号: 22K18747
• 负责人: 道畑 正岐
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18747/
• 关键词: 光ファイバ; Mie散乱; 直径計測; テーパ光ファイバー; 細径ファイバー; 定在波

次世代光集積回路の一部として、非線形光学効果を発現する直径数μm以下の極細光ファイバが注目されている。その極細光ファイバの設計性能を正しく発揮するためには直径管理が重要であるが、要求を満たす計測手法は存在しない。そこで、本研究では、光学手法による次世代極細光ファイバ (直径100 nm~数μm)の直径を10 nm以下の精度でその場計測する新規原理を提案し、その計測原理の実験検証および精度評価を目的とする。Mie散乱理論を基にした従来の光学計測手法は、光ファイバの直径が光波長以下になると、直径推定は困難となる(計測限界はφ700nm程度)。我々はこの限界の突破に挑戦する新規計測原理を提案する。2方向から光を照射する定在波照明は、照明光が空間的強度分布を持ち、光強度ゼロの破壊的干渉位置には 散乱光は発生しない。つまり、照明光強度分布を掛け合わせた散乱光強度分布が得られるため、φ700 nm以下でも、直径変化に対する散乱光強度分布の変化が得られ、高精度計測できる。本年度は、計測システムの構築し、計測原理を実験的に検証し、その有効性を示し、直径500 nm程度のファイバに対して計測行い、その計測性能について確認した。

Next generation integrated circuit の light set a と し て, nonlinear optical unseen fruit を 発 now す る の very fine light under several microns diameter フ ァ イ バ が attention さ れ て い る. そ の very fine light フ ァ イ バ の design performance is を し く 発 swing す る た め に は diameter management important で が あ る が, requirements を against た す measuring technique は exist し な い. そ こ で, this study で は, optical technique に よ る nextgen very fine light フ ァ イ バ (100 nm in diameter to several microns) の diameter を below 10 nm の precision で そ の field measuring す る principle of the new rules proposed を し, そ の measuring principle の be 験 検 card お よ び precision evaluation 価 を purpose と す る. Mie scattered theoretical base を に し た 従 to の optical measuring technique は, light フ ァ イ バ の が diameter under light wavelength に な る と presumption, diameter は difficult と な る (measuring limit は phi 700 nm level). My 々, 々, <s:1>, <s:1>, boundary-limiting <e:1>, breaking through に, challenge battle する, new regulations, measurement principle を, proposal する. 2 direction か ら を sunlight す る on wave は, illumination light intensity distribution を が space hold ち, light intensity ゼ ロ の broken 壊 dry involved location に は scattered light は 発 raw し な い. つ ま り, hang lighting light intensity distribution を け わ せ た scattered light intensity distribution が have ら れ る た め, phi below 700 nm で も, diameter variations に す seaborne る の scattered light intensity distribution variations change が must ら れ, high precision measuring で き る. This year は, measuring シ ス テ ム の build し, measuring principle を be 験 of に 検 し, そ の have sharper sex を し, diameter of 500 nm level の フ ァ イ バ に し seaborne て measuring line い, そ の measuring performance に つ い て confirm し た.

项目成果

Measurement of diameter of sub-micrometer fiber based on analysis of scattered light intensity distribution under standing wave illumination

基于驻波照明下散射光强分布分析的亚微米光纤直径测量

• DOI: 10.1016/j.cirp.2022.03.008
• 发表时间: 2022
• 期刊: CIRP Annals
• 作者: Michihata Masaki;Murakami Sojiro;Kadoya Shotaro;Takahashi Satoru
• 通讯作者: Takahashi Satoru

定在波照明を用いたマイクロ光ファイバのインプロセス直径計測(第5報) -サブマイクロ光ファイバのインプロセス直径計測-

使用驻波照明的微型光纤的过程中直径测量（第五次报告） - 亚微米光纤的过程中直径测量 -

• 发表时间: 2022
• 作者: Michihata Masaki;Murakami Sojiro;Kadoya Shotaro;Takahashi Satoru;村上宗二朗
• 通讯作者: 村上宗二朗