マイクロマテリアルの面内ひずみ計測用レーザースペックル顕微鏡の開発

开发用于测量微材料面内应变的激光散斑显微镜

基本信息

批准号：
12750068
负责人：
佐藤千明
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

申請者らは電子式レーザスペックル干渉計(ESPI)について,空間的分解能とコントラストを劇的に向上させる新方式(面内位相シフト計測法)の開発を行ってきた.本方法を用いると従来は困難だった微小物体の面内変形計測も可能であると予想される.本研究では,この方法を光学顕微鏡に適用し,微小物体の面内計測を行うためのレーザスペックル顕微鏡を開発することを目的とした.昨年は既存のESPI装置に顕微鏡を組み込み,レーザスペックル顕微鏡を試作した.また,レーザスペックル顕微鏡で得られた位相情報から,微小物体の変位とひずみを求めるアルゴリズムに関して検討した.本年は,昨年の結果を踏まえ,本顕微鏡の精度測定および変位測定を実際に行なった.拡大倍率が小さい場合は,従来の面内位相シフト計測法と同様の変位計測が可能であったが,顕微部の倍率をあげると,スペックル粒子径が観測物体と同程度に大きくなり,ESPIとして機能しないことが分かった.解決策として,開口の大きな対物レンズを使用し,スペックル粒子径を縮小する方法を試してみたが,未だ解決には至っていない.この点は今後の大きな課題である.なお,本研究の一環として,観察対象に皮膜を形成し,スペックルコントラストを向上させる手法も試してみたが,良い結果は得られなかった.ただし,この手法はレーザラマン計測において非常に有効な手段であることを偶然発見した.たとえば酸化鉛のスパッタ皮膜を観察対象に被覆すると,その対象がラマン不活性であっても,ラマン分光法によりひずみ計測が可能になる.この手法をラマン皮膜法と命名した.

申请人为电子激光斑点干涉仪（ESPI）开发了一种新方法（面积相移测量方法），可极大地改善空间分辨率和对比度。使用这种方法，可以预期显微对象的平面内变形测量以前很难。在这项研究中，目的是将这种方法应用于光学显微镜并开发激光斑点显微镜，以实现显微镜的面内测量。去年，将显微镜合并到现有的ESPI设备中，并创建了原型激光斑点显微镜。用于确定微观对象的位移和失真的算法，从激光斑点显微镜获得的相位信息中。今年，根据去年的结果，实际测量了显微镜的准确性和位移测量。如果放大倍数很小，则进行常规的面积相移测量。尽管可以与该方法相同的位移测量值，但我们发现，当显微镜的放大倍数增加时，斑点颗粒直径与观察到的对象的直径相似，并且它不起作用。作为一种解决方案，我们尝试了一种使用大的光圈物镜镜头来减少斑点颗粒直径的方法，但尚未解决。这是将来的主要问题。此外，作为这项研究的一部分，我们还尝试了一种在观察主题上形成薄膜并改善斑点对比度的方法，但我们没有获得任何好的结果。但是，我们发现这种方法是激光拉曼测量的非常有效的方法。例如，当氧化铅的溅射膜被观察对象覆盖时，即使物体是拉曼惰性，也可以使用拉曼光谱法实现应变测量。该方法被命名为拉曼电影方法。