質量標準トレーサビリティ体系のための超高精度・広範囲なシリコン球体計測

超高精度、宽范围硅球测量质量标准溯源系统

• 批准号: 20H02040
• 负责人: 道畑 正岐
• 金额: $ 11.4万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02040/
• 关键词: Whispering gallery mode; 光共振; ビート周波数; WGM共振; 球体; 屈折率; 自律校正; Goos-Haenchenシフト; 偏光; 近接場; SNOM; 有限要素解析; 近接場プローブ; 定在波; テーパ光ファイバ

本研究の最終目的は、直径94 mmから94 μmのシリコン単結晶球体の直径を10のマイナス6乗の不確かさで計測する技術の確立であり、その実現のため、本年度は球体屈折率の自律的補正法による屈折率測定手法の確立を目指し研究を行なった。屈折率について、波長分散と屈折率絶対値に分けて考え、その補正についての検討を行った。波長分散はWGMによって共振する光周波数の間隔が一定になることを利用し、その間隔のばらつきがすなわち屈折率の分散によるものであると仮定した上で、補正をおこの合う方法を提案した。また、絶対値については、離れた2つの角度モード番号（すなわち異なる波長）での屈折率の差を利用することで、保定する手法を提案した。結果として、波長分散は10の－6乗程度のオーダまで補正が可能であることが示唆された。また、屈折率の絶対値については、共振波長の測定精度が0.01 pm程度まで保証できるのであれば、直径数nmレベルの正確さで補正できることがわかった。

本研究的最终目的是建立一种测量直径为 94 mm 至 94 μm 的硅单晶球直径的技术，其不确定度为 10 的负 6 次方。折射率测量方法采用自然校正法。关于折射率，考虑了波长色散和折射率的绝对值，并研究了其校正。我们提出了一种校正色散的方法，该方法利用 WGM 导致谐振光频率之间的间隔恒定的事实，并假设间隔的变化是由于折射率色散造成的。我们还提出了一种利用两个远角模式数（即不同波长）之间的折射率差来保持绝对值的方法。结果，有人提出可以将色散校正到10的-6次方的量级。此外，还发现，如果能够保证谐振波长的测量精度在0.01pm以内，则可以以直径几纳米的精度来校正折射率的绝对值。

项目成果

半導体レーザと外部共振器機構を用いた高精度長さ計測（第4報）-リットマン型外部共振器機構による絶対距離計測-

使用半导体激光器和外部谐振器机构的高精度长度测量（第四次报告） - 使用利特曼型外部谐振器机构的绝对距离测量 -

• 发表时间: 2022
• 作者: K. Iwao;T. Hirooka;石須慶一，小川康雄，布原 啓史，土屋 範芳，市來 雅啓，長谷 英彰，神田 径 ，坂中伸也，本藏義守，日野裕太，関香織，Kuo Hsuan Tseng，山谷祐介， 茂木透;合田周平
• 通讯作者: 合田周平

個人HP

个人生命值

High precision distance measurement based on external cavity with dual periodic grating

基于双周期光栅外腔的高精度测距

• 发表时间: 2022
• 作者: Takayoshi Kikkawa;Sei-ichiro Sakata;Shuhei Goda
• 通讯作者: Shuhei Goda

ファブリーペロー共振器を用いたマイクロCMMのプローブ径補正用ゲージの研究（第1報） -二平面間の距離測定-

使用法布里-珀罗谐振器的微型三坐标测量机探头直径校正仪的研究（第一篇报告） - 两个平面之间的距离测量 -

• 发表时间: 2021
• 作者: Akihiro Ikeda;Teiji Uozumi;Akimasa Yoshikaw;Akiko Fujimoto;Shuji Abe;加藤千聖，門屋祥太郎，道畑正岐，高橋 哲
• 通讯作者: 加藤千聖，門屋祥太郎，道畑正岐，高橋 哲

絶対距離計測を用いた高精度内径形状計測に関する研究 -二重周期回折格子を用いた基準点位置制御手法の理論的検討-

利用绝对距离测量的高精度内径形状测量研究-利用双周期衍射光栅的参考点位置控制方法的理论研究-

• 发表时间: 2022
• 作者: H. Yilmazer;I. Caha;B. Dikici;F. Toptan;M. Isik;M. Niinomi;M. Nakai;A.C. Alves;藤村蒼輝
• 通讯作者: 藤村蒼輝