局所応力を考慮した高精度焦点可変ミラーを備えた光スキャナ

配备考虑局部应力的高精度可变焦镜的光学扫描仪

• 批准号: 10J03368
• 负责人: 佐々木 敬
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J03368/
• 关键词: MEMS; スキャナ; 焦点可変ミラー; 共焦点光学系; 可変ミラー; SOIウエハ; MEMS; スキャナ; 焦点可変ミラー; 共焦点光学系; 可変ミラー; SOIウエハ

昨年度は焦点可変ミラースキャナを製作し、デバイスの動作を確認した。本年度は、製作した焦点可変ミラースキャナが計測用途に利用できることを実証するため、焦点可変ミラースキャナを用い、共焦点光学系を構成し、その特性を評価した。光学系にはHe-Neレーザー、光ファイバカプラ、ミラー、光センサ、焦点可変ミラースキャナを用いた。焦点可変ミラースキャナでレーザースポットを走査する。内視鏡応用を模擬し、デバイス-サンプル間距離が短くなるようにミラー、焦点可変ミラースキャナを配置した。デバイス-サンプル間距離は17mm～35mmである。まず、焦点可変ミラースキャナより反射したレーザーのスポットを評価した。このスポットは共焦点光計測においての解像度を決めるため重要である。スポットの評価にはCCDカメラと顕微鏡を用いて取得した画像を用いた。顕微鏡の像面位置を移動しても、焦点可変ミラーを駆動することで、レーザースポットを小さく調整できることを確認した。次に、この光学系を用いて、ピッチ1mm、幅0.5mmのグレーティングターゲットを測定した。焦点可変ミラースキャナでレーザー集光点の横方向移動、集光位置調整するととで、異なる位置に設置されたターゲットをコントラスト良く測定できた。スポット径の実測値とデバイスの回転角より計算した横方向分解能は約100であった。これらの結果より、共焦点光計測に本デバイスを利用できることを実証した。また、基本的な光学特性の評価を行った。さらに、レーザースポットの横方向走査、焦点位置の調整が可能な小型な光学系を構成できる可能性を示した。

去年，我们制作了可变的焦点镜扫描仪，并检查了设备的操作。在今年，为了证明可以将制造的变量镜像扫描仪用于测量目的，使用可变的焦点镜扫描仪构建了共聚焦光学系统，并评估了其特性。光学系统是He-Ne激光器，光纤纤维耦合器，镜像，光学传感器和可变的焦点镜扫描仪。用可变的焦点镜扫描仪扫描激光点。为了模拟内窥镜应用，放置了镜子和可变焦点镜扫描仪以缩短设备样本距离。设备样本距离为17mm至35mm。首先，评估了从可变焦点镜扫描仪反射的激光斑。这个位置很重要，因为它决定了共聚焦光测量中的分辨率。使用CCD摄像头和显微镜获得的图像用于评估斑点。可以证实，即使移动显微镜的图像平面位置，激光点也可以通过驱动可变焦点镜来调节至小尺寸。接下来，使用此光学系统，测量了一个螺距为1 mm，宽度为0.5 mm的光栅靶标。通过水平移动激光聚焦点并使用可变焦点镜扫描仪调节聚焦位置，可以测量以良好对比度放置在不同位置的目标。从实际测量的点直径和设备的旋转角度计算出的横向分辨率约为100。这些结果表明该设备可用于共聚焦光测量。此外，还评估了基本光学性能。此外，它显示了构建能够横向扫描激光斑并调节焦点位置的小光学系统的可能性。