Technology 技術

光科学と情報技術の融合“デジタルオプティクス”で
モノづくりの未来を創造する

『計測は科学の母』と称され、イノベーション創出に不可欠な最先端技術には、多岐にわたる計測技術が重要な役割を担っています。社会・産業・科学のあらゆる場面において計測は深く根付き、それ無くして現代社会は成立しません。また、歴史を振り返れば、常に計測することによって新たな科学の発見がもたらされてきました。

我々は、光科学と情報技術の融合に基づく新しい技術であるデジタルオプティクスを応用し、独自のデジタルホログラフィ測定技術でモノづくりの未来を創造して参ります。

01デジタルホログラフィとは

デジタルホログラフィとは、物体光と、参照光からできる干渉縞(ホログラム)をイメージセンサーに記録し、
電子計算機で処理をして立体像を再生する技術です。

記録

再生

ホログラムから物体光を抽出し、
物体の表面形状・光学特性を再生する。

02コア技術

正確な光波記録

波動方程式の解析解で正確に表される球面波を参照光として用いて、光学素子を用いずに全光波情報を正確にワンショット記録

⾃在な光学操作

干渉縞から抽出した物体光に波動方程式の解析解を用いた伝搬計算を行い、
物体表面における物体光を自在に操作

03応用技術

① 光波合成によるスペックル抑制

光波合成により再生像のスペックルを抑制し、高コントラスト像が得られる

ジャガイモ貯蔵澱粉の強度画像

② 光波合成による超高分解能化

光波合成により合成開口数NAs:1.53、空間分解能:約200nmを実現。

③ 光波合成による断層撮像

単色光源を用いて奥行分解能10μm程度の断層撮像が可能。

  • 試料の模式図

  • 再生画像(ミクロメータに合焦)

  • 再生画像(USAFターゲットに合焦)

④ 角スペクトルエリプソメトリ

繰り返し精度:膜厚0.1nm /σ・屈折率10-4/σ、ワンショット記録時間:1ms以下で 膜厚・屈折率を同時測定。
また、単波⻑レーザーを用いることでスポットサイズ2μm以下を実現

測定回 平均:87.0nm 標準偏差:0.13nm

測定回 平均:1.4740 標準偏差: 0.0002

04測定事例

① 大面積×ワンショット×ナノオーダー

測定範囲Φ数百mmをワンショット測定し、高さ分解能1nmオーダーを実現

Φ4インチSiウエハ

② ⻑作動距離×広視野×高分解能

作動距離50cm超で測定視野2桁mm角を確保し、分解能1μmオーダーの3D測定を実現

  • ・作動距離:WD=530mm
  • ・視野サイズ:15mm×15mm
  • ・合成開口数:NAs= 0.257 (分解能1μm)

③ 液中×大深度×生体

深さ26mmの水槽内の微生物を明確に識別可能

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