半導体レーザESAT系によるファインセラミックス表面微細欠陥の非接触検出の研究

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本年度の計画は(1)理論解析、(2)ESATの実験、(3)レーザ光からSAWへの変換効率の実測及び(4)総合特性の測定であった。(1)〜(3)は終了し、(4)に関しては目下準備中である。以下(1)〜(3)の成果を順に述べる。(1)レーザ光による同心円状SAW励振の理論:この結果を用いた計算した効率は(3)の実験結果との比較に用いる。又、レーザ光によるSAWの励振法を2通り提案し、それらをi)空間モード、ii)時間モードと名付けた。即ち、SAWの同心円状の変位分布を、i)ではレーザの空間的な同心円状強弱パターンで瞬時に作り、ii)では中心点のみに集中したレーザ光の強度を時間的に変化させ、同心円状の変位分布を順次送り出して作るものである。i)はYAGなど大出力短パルスレーザに、ii)は半導体レーザなど連続波小電力レーザに向いている。レーザの平均電力に対してはii)の方が効率が良い。他にも駆動波形の違いなど比較すべき面白い点も多く、今後も検討していきたい。(2)エレクトレットESATによるSAW検出:従来の電圧バイアス型ESATとの比較のために行った。効率では遜色ないが、エレクトレット表面電荷が他物質との接触で消えやすいことから、実用製で劣る。(3)レーサ光からSAWへの交換効率の測定:本方式の設計上、最も重要な項目と考えられる。我々は次の方法で直接交換効率〓を求めた。即ち、圧電体へレーザを照射してSAWを励振し、圧電体表面のIDTによりそのパワーを直接測定した。そのパワーとレーザ入力から求めた〓は約10^<-9>(レーザ光約3mJ/mm^2)であった。これは(1)で求めた理論値及び、他の文献の歪の実測値から換算した効率とほぼ等しい。以上を基に総合特性測定の系を目下準備中である。尚、(1)に関しては、さらに検討を加え、学会誌等に投稿したい。(2)の内容は裏面の文献に発表した。又、(3)については出来るだけ早い機会に口頭発表したい。