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光散乱場の位相情報を利用した新しい光センシング技術の研究

利用光散射场相位信息的新型光学传感技术研究

基本信息

批准号：
03J52421
负责人：
王うぇい
金额：
$ 1.66万
依托单位：
The University of Electro-Communications
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

拡散表面をもつ物体からの光散乱場の位相情報を用いた新しい光波センシング技術を開拓することを目的として,光散乱場の位相分布の中に生成される光渦場(Optical Vortex)の渦中心に存在する位相特異点(Phase Singularity)の統計的性質を実験により明らかにした.また,位相特異点の統計的性質を利用して微小変位の精密計測する新しい発想に基づく原理を提案し,計測装置を試作しその有効性を実験的に示した.その具体的内容は以下の通りである.1.スペックルパターンの解析信号の位相特異点を指標としたナノメートル領域の微小変位計測の実現スペックルの強度情報を位相情報に対応づけるための手段としてRiesz変換に基づくスペックル強度場の複素解析信号表現を採用し,複素解析信号の位相特異点の中心位置を指標とする微小変位計測法を提案し実験によりナノメートルクラスの微小変位計測の可能性を実証した.2.スペックルパターンの複素解析信号の位相限定相関法による微小変位計測法の実現スペックルパターンをヒルベルト変換して得られる複素解析信号の擬似位相情報のみを用いた信号領域での位相限定相関関数を指標とする微小変位計測の原理を提案した.実験と理論の両方により従来の強度相関法に対する優位性を実証した.3.複素コヒーレンス場のコヒーレンス渦の存在の実証実験光波動場の相関関数である複素コヒーレンス関数のコヒーレンス渦場が存在することが理論的に予測されていたが実験的にはまだ示されていなかった.コヒーレンス渦場を発生させる実験法を提案し,実験によりコヒーレンス渦場の存在を初めて実証することに成功した.

Company, loose surface をもつ object からの light scattered field の Phase intelligence を with いた new しい light センシンをグ technology develop することを purpose として, light scattered field の Phase distributed のに generated される light Vortex field (Optical Vortex) の Vortex center に exist する Phase specific point (Phase Singularity) の statistical properties を be 験により Ming らかにした. また, the nature of the phase specific point の statistical を using して tiny - a の precision measuring する new しい発 think に base づを proposal しく principle, measuring device を attempt しその have sharper sex を be 験にし in た. その under specific content はの tong りである. 1. スペックルパターンのの analytic signal phase specific point を index としたナノメートの tiny ル field - a measuring の be presently スペックルの strength を phase intelligence に応 seaborne づけるための means として Riesz variations in に base づくスペックル strength field のを adopts し complex element analytic signal performance, complex element analytic signal の phase の center at the specific level Buy を index とする tiny variations proposed a method of measuring をし be 験によりナノメートルクラスの tiny possibility - a metering のを card be した. 2. スペックルパターンのの complex element analytic signal phase limit by masato による tiny - a method of measuring の be presently スペックルパターンをヒルベルト variations in して must られる complex element analytic signal の quasi Phase information みを using the みをた signal domain で <s:1> phase limiting phase number を index とする small variation meter measurement <s:1> principle を proposal たた. Empirical と theory <s:1> two sides によ従従従 to experimentally prove the <s:1> intensity correlation method に against する superiority をた.3. Complex element コヒーレンス field のコヒーレンス vortex の is の be card be 験 light wave field の phase masato masato number である complex element コヒーレンス masato number のコヒーレンス vortex field exist がすることにが theory to measure されていたが be 験 of にはまだ shown されていなかった. コヒーレンス vortex field を発 raw させる be を proposal し験 method, be 験により The コヒレレスススス vortex field <e:1> exists を initial めて real proof するするとにとに successful たた.