熱放射の空間コヒーレンス制御による透過物体の温度計測法の開発

利用热辐射空间相干控制的透明物体温度测量方法的发展

基本信息

批准号：
21K04086
负责人：
井邊真俊
金额：
$ 2.66万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度に引き続いて受動的な光学素子を用いた空間コヒーレンス計測法の研究を進めた．計測系はMichelson干渉計を基にしている．干渉計のミラーのティルトにより，その角度に対応した空間周波成分を抽出できる．各空間周波数成分の干渉縞強度を逐次計測し，計算機上で空間周波数画像として合成する．これにフーリエ変換の計算をおこなえば，元の光源画像を再構成できる．従来までの空間コヒーレンス計測法であるYoungの干渉計やシアリング干渉計とは異なり，干渉強度は縞の構造をもたない所謂ワンカラーの干渉縞である．そのため，縞のコントラストの算出のためにイメージセンサーを用いる必要もなく，フォトダイオードのようなスポット検出のセンサーで計測が実現できる．昨年度までは不明確であった，ミラーの角度分解能・範囲と再構成画像の空間分解能・範囲の関係を明らかにし，解像度チャートを用いて実証した．成果を論文として発表した．さらにこの計測法における計測対象のコヒーレンスの関係を調べた．元来この計測法では，その計測原理のために光源は空間的にインコヒーレントであることが必須であったが，特定の計測系を組むことより，部分コヒーレントな光源にも適用できることを見出した．LEDおよびレーザーによる光波をコリメートおよび積分球により拡散した場合でそれぞれ実験的に検証した．さらにこの計測法特有の，測定対象自身が放出する熱放射と背景放射の分離法についても検討した．

去年之后，我们使用被动光学元件进行了有关空间相干测量的研究。测量系统基于迈克尔逊干涉仪。与角度相对应的空间频率分量可以通过干涉仪镜倾斜提取。每个空间频率分量的干扰强度顺序测量并合成为计算器上的空间频率图像。如果计算傅立叶转换，则可以重建原始的光源图像。与常规的空间相干测量方法不同，年轻的干涉仪和剪切干涉仪，干扰强度是一种符合结构的颜色干扰条纹。因此，无需使用图像传感器来计算条纹的对比度，并且可以使用诸如光电二极管等点检测传感器来实现测量。镜子的角度分辨率，镜子的范围，镜像的空间分辨率（直到去年还不清楚）使用分辨率图表进行了证明。结果作为论文发表。此外，研究了在这种测量方法中要测量的连贯性之间的关系。最初，这种测量方法表明，光源在空间上是用于测量原理的鹦鹉租赁贷款，但发现它可以应用于部分相干光源，而不是形成特定的测量系统。通过直接和集成的球扩散带有LED和激光器的光波和激光器。此外，我们检查了由测量方法特异的测量对象释放的热辐射和背景辐射的分离方法。