大阪大学大学院 工学研究科 機械工学専攻 統合設計学系 ナノ加工計測学領域

研究戦略

レーザ応用ナノ計測技術

大気中でレーザトップした直径数マイクロメートルの球をプローブとして3次元形状計測を可能にした.また,マイクロ球をレンズとしても用いることで,微小の欠陥が検出できる.これらを組み合わせることでハイブリッド計測を実現した.

光周波数コムは広帯域で緻密な等間隔の周波数成分を持つ光である.精密加工表面のトポグラフィ計測に光コムを用いることで触針式プローブによる従来の測定法に比べ広域・広ダイナミックレンジな面計測が可能となる.

ガラス表面に存在するマイクロメートルオーダのクラックをクラックにレーザを照射したときの散乱パターンから評価できる.また,ラマン散乱光の解析によってクラック周辺の応力状態も計測可能である.

レーザ応用ナノ加工技術

フォトニックナノジェットは誘電体マイクロ球にレーザ光を照射することで発生する微細な光ビームである.フォトニックナノジェットを加工に用いることで集光ビームを用いた従来のレーザ加工では困難なサイズの加工が可能である.

回折格子にレーザを入射すると,タルボット効果と呼ばれる周期的な強度分布パターンが形成される.この光強度分布を光反応性の樹脂に転写することで,ナノメートルオーダの微細な構造を非常に大面積に一度に作製することができる.

ナノ計測システムの製造・組み立て技術

工具刃先に付着した切削液は工具形状の計測精度を低下させる要因であるが,切削液から発せられる蛍光を利用することで高精度に工具の刃先形状を工作機械上で計測可能である.

ゴーストイメージングとは,観察対象に照明する様々なパターンと,その都度得られる信号の相関計算を行うことで画像を得る観察手法である.相関計算を用いることにより,カメラを用いることなく画像取得が可能であり,また,高感度であるという特徴がある.

AI・量子光学に基づいた次世代精密計測法

ゴーストイメージングは高感度なイメージング手法であるが,高品質な画像を得るには非常に長い時間がかかってしまう.そこで,ゴーストイメージングに"ディープラーニング"を導入することで非常に短い時間で高品質な画像を取得できる.

「量子もつれ」という従来の古典論では説明できない考え方を計測に応用することで,新たな計測技術の開発に取り組んでいる.

光スピンホール効果は,反射または透過する際に光線の出射位置がシフトする現象である.この現象を利用すれば,反射(または透過)前後での偏光状態の変化を知ることができるため,反射(または透過)する媒質の光学特性や構造を決定することができる.

近接場光は全反射照明を行った際,界面からわずかにしみ出す光である.近接場光の染み出し距離をz方向のスケールとして用い,高感度なイメージング技術であるゴーストイメージングを組み合わせることで,一度に3次元形状計測が可能となる.