連載「知って得する干渉計測定技術!」

◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇ 干渉計の2つのSin 発行:エスオーエル株式会社 http://www.sol-j.co.jp/ 連載「知って得する干渉計測定技術!」 2016年2月24日号 VOL.106 平素は格別のお引き立てを賜り、厚く御礼申し上げます。 干渉計による精密測定やアプリケーション開発情報などをテーマに、 無料にてメールマガジンを配信いたしております。 ◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇ こんにちは。 営業の野中です。普段は第5週を担当しておりますが、 産休の社員のピンチヒッターとしてメルマガを 書いている社員のピンチヒッターに選ばれました。 ピンチヒッターのピンチヒッターです。  ...... さて話は変わりますが、 私は今まで、片道2時間かけて会社に通っておりました。 朝はまだ暗いうちに家を出るので、 とても寒く自転車のサドルが毎日凍っておりました。 凍ったサドルの自転車に乗り、電車に乗り、 仕上げはバスに乗って.... なんと!そんな毎日におさらばしました!! ほんの先々週、会社の近くに引っ越しをしたのです☆ 起きた時にはもう日が出ています。   サドルも凍っていません!     通勤の乗り物は自転車のみ.... 幸せ... その代わり、通帳の残高は あれ???という感じです。 ( 引っ越しはお金が掛かります。わかっていたはずです....   でも困惑しています(汗) ) 節約頑張ります!! さて、本題に入らせていただきます。 今日は2つのSinについて話します。 干渉の勉強をする際に、 このSin達が混同してしまったので、ご紹介します。 ------------------------------------------------------ ①レーザー光のSin波  光は波の性質を持っているため、レーザー光のSin波があります。  レーザー光は波の性質によって、干渉現象を起こします。  干渉計で言うと、同じ光源から出たレーザー光が、  参照平面で反射する光と、サンプルで反射する光に別れ、  反射した2本の光が干渉を起こします。  2本の光は一度、生き別れて別々の道を歩みます。  この間の歩んだ道の違い(=光路長差)によって、  再び一緒になった時の干渉の結果が  明るくなったり、暗くなったりするのです。  この光長差が波長の整数倍であれば  (逆に言えば、光路長の中に波が整数個入れば)  再び一緒になった時には位相がぴったり揃うので明るくなり、  0.5倍、1.5倍 ... で位相が逆転するので、暗くなります。  息がぴったりだった2本(位相がそろっていた)が、  生き別れ、また一緒になった時に息がぴったりであるか、  そうでないかの結果なのです。 ②フリンジスキャンの干渉結果のSin関数  光路長を変化させ、明暗の繰り返しをさせることを、  フリンジスキャンと言います。  縞を走査させる...そのままです。  生き別れた間の道の違い = 光路長差と書きましたが、  光路長差を変える方法(フリンジスキャンの方法)には  いくつかあります。  光路長は下記で定義されています。   ⇒光路長:     屈折率 n の媒体を光路に沿って距離 d だけ光が進行するとき,     その積 nd  つまり、光路長を変えるには n を変えるか、  d を変えればいいということになります。  通常の干渉計では、サンプルと参照平面の間の  「隙間(ギャップ)」をちょっとずつ変えて、  光路長を変化させています。  これは d を変化させていることになります。  隙間を変える以外にも、光路長を変えることが可能です。  斜入射干渉計であれば、入射角度を変えることによって、  光路長を長くしたり、短くしたりすることが可能です。  これも d を変えていることになります。  長い道のりを別々に歩んだということですね....  n を変えるのはどうでしょうか?  媒体を空気、水、ガラス ... に変えていくことは、  あまり現実的ではないと思います。  (これが実現できれば、一方は困難な道、一方は楽な道だったのでしょうか?)    しかし、媒体を変えずに、  n を変えているのと同じ意味を持たせる方法があります。  レーザーの波長λを変えるという方法です。  屈折率 n の大きい媒体の中では、  光の進む速度は遅くなります。( 困難な道のりです )  前からぎゅっと押されて負荷をかけられているかのようです。  すると、ばねが圧縮されたかのような振舞いをします。  つまり、押しつぶされて波長が短くなるのですです。(ちょうど圧縮率nで)  よって、レーザー波長λを変えれば、  n を変化させている時と同じように振舞うということが分かります。  (光速は変わりませんが、フリンジスキャンでの振る舞いは同様になります。)     ・d を大きくする ⇒ 光路長が大きくなる   ・λを小さくする ⇒ 光路長が大きくなったかのようになる  同じ 1m でもハムスターにとってみればすごく長いけれど、  人間にとっては短く感じるというのと同じです。  これはハムスターの 1歩と、人間の 1歩が全然違うからです。  この1歩が波にとっての波長であると考えると、  干渉現象が理解しやすくなると私は思っています。  ここでやっとSin関数が出てきます。  光路長差が変わると、明暗の条件も変わりますので、  各ピクセル毎に、フリンジスキャンのステップ  (隙間、あるいは角度、またはレーザー波長)  と干渉結果の明暗の関係を表すSin関数が出来ます。  このSin関数を取り出して、隣のピクセルのSin関数と位相を比較します。  360°位相が違えば、縞感度×1 だけの高低差があり、  1°違えば、縞感度×(1/360) だけの高低差があるということになります。 ------------------------------------------------------ とても定性的なお話で、分かりずらい部分も多かったかと思いますが、 ご了承ください。 読んでいただけた方がいらっしゃいますと、とても嬉しいです!!! 来週は、定量的にお話し出来ればと思います。 ●┳┳┳●━━━━ 連 絡 先 ━━━━━━━━━━━━━ ┣╋╋○ エスオーエル株式会社 ( SOL ) ┣╋○ 〒335-0012 埼玉県戸田市中町1-34-1 ┣○ Tel: 048-441-1133 Fax: 048-445-1678 ● Email: sales@sol-j.co.jp Web: http://www.sol-j.co.jp    --デモ測定を承ります-- 詳細は上記Webサイトまで

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