位相共役光を用いた超精密3次元曲面の自動形状計測に関する研究

相位共轭光超精密三维曲面自动形状测量研究

基本信息

批准号：
05750119
负责人：
高谷裕浩
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Osaka University
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：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

高精度金型加工の高能率化を図るためには,超精密3次元曲面形状評価をインプロセスで行うことのできる,高速で高精度なレーザー応用自動計測技術の開発が必要である。そこで本研究では,位相共役光の特性と高精度なマイケルソン干渉計を応用した超精密3次限曲面の測定評価法の開発を目的とするものである.本年度はまだ十分明らかになっていない位相共役光発生の基本特性を調べるため,以下のような実験を遂行した.(1)位相共役光発生の基本特性を調べることを目的として光屈折性結晶の1つであるBSO(Bi_<12>SiO_<20>)とアルゴンレーザーを光学系を設計・制作した。また、前進ポンプ光および後進ポンプ光をBDSO結晶に対向させて入射し,さらにプローブ光を入射して,プローグ光の光路を逆向きに進行する位相共役光を発生させる縮退4光波混合実験を行い、位相共役光の発生を確認した。(2)前進ポンプ光,後進ポンプ光,プローブ光の各強度が位相共役光強度に及ぼす影響を調べるため,前進ポンプの光路上にNDフィルタを挿入することによってBSO結晶に入射する前進ポンプ光の強度を変化させたときの位相共役光強度を測定した.(3)レーザー出力強度および波長が位相共役光の発生特性に及ぼす影響を調べるため,レーザー出力を20mWから20mWずつ1500mWまで変化させ,さらにレーザー光波長を457.9〜514.5nmまでの間で8段階変換させた場合の位相共役光強度を測定した.(4)ブローグ光のBSO結晶への入射角度が位相共役光の発生特性に及ぼす影響を調べるため,プローブ光の入射角度を10〜50度まで変換させたときの位相共役光強度を測定した.これらの実験の結果,位相共役光の発生特性として以下のことが明らかになった.・位相共役光はレーザー出力40mW,波長524.5nmの時最も効率よく発生し,波長が短くなるとともに効率が低下する.・位相共役光強度はプローブ光の入射角度が大きくなるに伴い大きくなるが,入射角度16ﾟで最大値をとった後は入射角度の増大とともに減少し,入射角度50ﾟではほとんど検出されなくなる.

为了提高高精度模具加工的效率，需要开发一种高速、高精度的激光应用自动测量技术，能够进行过程中超精密三维曲面形状评估。因此，本研究的目的是开发一种利用相位共轭光的特性和高精度迈克尔逊干涉仪来测量和评估超精密立方曲面的方法，研究相位共轭光产生的基本特性。 (1)为了研究相位共轭光产生的基本特性，我们使用光折变晶体BSO(Bi_<12>SiO_<20>)和氩气设计并制作了激光器的光学系统。此外，我们还进行了简并四波混频实验，其中前向泵浦光和后向泵浦光分别入射到彼此相对的BDSO晶体上，并进一步将探测光入射到晶体上，产生在晶体中传播的相位共轭光。沿着探测光的光路的相反方向，我们证实了相位共轭光的产生。 (2) 为了研究前向泵浦光、后向泵浦光和探测光强度对相位共轭光强度的影响，我们在前向泵浦光路中插入ND滤光片，以增加入射到前向泵浦光的前向泵浦光。改变强度时测量BSO晶体的相位共轭光强度。(3)激光输出强度和为了研究波长和相位共轭光对相位共轭光产生特性的影响，激光功率以20 mW的增量从20 mW变化到1500 mW，并且激光波长进一步从457.9开始分8步变化。测量到514.5 nm的光强度。为了研究探测光的入射角对相位共轭光产生特性的影响，我们测量了探测光的入射角从10°变化到50°时的相位共轭光强度。通过这些实验，测定了相位共轭光强度，明确了以下的发光特性。・相位共轭光的激光输出为40mW，波长为40mW。它在524.5 nm处效率最高，并且随着波长变短效率降低 - 相位共轭光强度随着探测光的入射角的增加而增加，但在入射角为16°之后达到最大值。随着入射角的增加，它会减小，并且在入射角为 50° 时几乎无法检测到。