拡張係数の測定法の開発

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本研究では、ある液体が他の液体の表面上に形成するレンズの厚さを測定し、それより拡張係数を算出することを意図している。この目的のために代表者らはレーザー光の干渉を利用した3種の異なる厚さ測定法を考案し、それぞれについてその実現性を検討した。1.レンズ表面へのレーザービームの入射角を連続的に変化させ、レンズ上下面での反射光の干渉に伴う総反射強度の変動を検知するという方法については、レーザーとフォトセルをパンタグラフ機構上に設置した装置を試作し、ガラス薄板及び水面上のデカンのレンズを対象として厚さの測定を行なった。ガラス薄板については極めて高精度の測定が可能であったが、デカンのレンズについては、その表面の微小な振動のために測定な困難となる場合があった。本測定法では瞬時の測定が不可能なため、振動を伴うことの多い液体レンズの厚さ測定への適用性はかなり限定されることが判明した。2.ビームエキスパンダを介してレーザービームを一旦広げ、更に凸レンズにより液膜表面に焦点を結ぶように入射させ、反射光によって作られる干渉縞よりレンズ厚さを測定するという方法についても、上と同様の検討を行なった。固体薄板,液体レンズのいずれについても十分な適用性があることを確認した。3.ピンホールを通してレンズ表面に垂直にタングステンランプの光を入射させ、その反射光を分光して得られる干渉縞よりレンズの厚さを算出するという方法については、固体薄板を対象に検討を行ない、本測定法が可能であることを確認したが、現在のところその精度は上記2方法に及ばない。以上の検討の結果、液体レンズの厚さ測定のためには第2の方法が最も優れているとの結論に達した。