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

基本信息

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

项目摘要

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，我们生产了可变焦镜扫描仪并确认了该设备的运行情况。今年，为了证明所制造的可变焦镜扫描仪可用于测量目的，我们使用可变焦镜扫描仪构建了共焦光学系统并评估了其特性。光学系统包括氦氖激光器、光纤耦合器、反射镜、光学传感器和可变焦镜扫描仪。使用可变焦镜扫描仪扫描激光点。为了模拟内窥镜应用，布置了镜子和可变焦镜扫描仪，从而缩短了设备和样本之间的距离。设备到样品的距离为 17 毫米至 35 毫米。首先，我们评估了从可变焦镜扫描仪反射的激光光斑。该点很重要，因为它决定了共焦光学测量的分辨率。使用 CCD 相机和显微镜获得的图像用于评估斑点。我们确认，即使显微镜的像面位置发生移动，也可以通过驱动可变焦镜将激光光斑调整到更小的尺寸。接下来，使用该光学系统，测量间距为1mm、宽度为0.5mm的光栅靶。通过横向移动激光焦点并使用可变焦镜扫描仪调整焦点位置，我们能够以良好的对比度测量设置在不同位置的目标。根据测量的光斑直径和设备的旋转角度计算出的横向分辨率约为 100。这些结果表明该装置可用于共焦光学测量。此外，还评估了基本光学特性。此外，我们还展示了构建紧凑光学系统的可能性，该系统可以水平扫描激光光斑并调整焦点位置。