超精密工学・ナノテクノロジを支援する超精密計測制御

ナノメートル・ピコメートル計測制御研究室

技術シーズカテゴリー
ものづくり
キーワード
計測ナノメートルピコメートル

研究室教職員

明田川 正人

明田川 正人AKETAGAWA Masato

機械

教授

TEL:
0258-47-9741
吉田 昌弘

吉田 昌弘YOSHIDA Masahiro

技術専門員

TEL:
0258-47-9742

専門分野

1. 機械工学:精密機械、生産工学
2. 工学一般:光技術
3. 科学技術一般領域:計測工学

研究分野

メートル定義に準拠したナノメートル・ピコメートル計測技術の開発
1.位相補間誤差のないレーザ干渉測長計の開発
2.結晶格子間隔を利用した微小長さ測定の開発
3.光コムを用いた周波数標準に直接準拠する絶対長さ測定の開発
4.簡便な半導体レーザを用いた超精密干渉測長計の開発
5.ナノメートル・ピコメートル計測を支援する環境整備技術の開発
超精密制御技術の開発
1.結晶格子表面の原子配列を参照基準とする2次元位置決めの開発
2.ディープラーニングを用いた超精密真直度測定機の開発

主要設備

走査型プローブ顕微鏡コントロールステーション、ヘテロダインレーザ干渉測長計、高速演算FPGA入出力装置、恒温恒湿チャンバー、除振台、周波数安定化HeNeレーザ、周波数可変半導体レーザ、マイクロ低周波数カウンタ、マイクロ波スペクトラムアナライザ、等

得意とする技術

1.ナノメートル計測制御技術一般
2.圧電素子を用いた位置決め制御技術
3.ナノメートル計測に対応する環境整備技術

産学官連携実績・提案

実績 1.固体アクチュエータを用いたナノメートル分解能を持つステージを中央精機(株)と開発した
   2.ディープラーニングを用いた超精密真直度測定機を中央精機(株)と開発中である
提案 超精密計測と制御に関わる研究開発

交流を求めたい分野

1.FPGAによる高速制御ソフトウェアの開発
2.超狭帯域周波数可変半導体レーザの開発
3.ナノメートル計測制御技術の実用化
4.ディープラーニングの超精密技術への応用

メッセージ

ピコメートル分解能を有する次世代の長さ測定装置・位置決め装置を実用化したい。

  • 図1 結晶表面の格子間隔をレーザ干渉計で測定した例。グラファイト結晶表面を走査型トンネル顕微鏡で観察した図(上)。そのとき同時に得たレーザ干渉計の出力(下)。上図中のCDの長さは干渉計から正確に決定され、その間にある格子数を計数することで、格子間隔を決定できる。このときのグラファイト結晶の格子間隔は0.246nmであった。図1 結晶表面の格子間隔をレーザ干渉計で測定した例。グラファイト結晶表面を走査型トンネル顕微鏡で観察した図(上)。そのとき同時に得たレーザ干渉計の出力(下)。上図中のCDの長さは干渉計から正確に決定され、その間にある格子数を計数することで、格子間隔を決定できる。このときのグラファイト結晶の格子間隔は0.246nmであった。
  • 図2 ヘテロダイン干渉計と圧電素子ステージで観察した11pmステップ変位の例。(a)開放空気中での結果、(b)密閉空気中(大気圧)での結果、(c)減圧400Paでの結果、減圧7Paでの結果。図2 ヘテロダイン干渉計と圧電素子ステージで観察した11pmステップ変位の例。(a)開放空気中での結果、(b)密閉空気中(大気圧)での結果、(c)減圧400Paでの結果、減圧7Paでの結果。
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