JP2011530075A - 光干渉断層法による材料の屈折率の測定を使用して多孔質材料の密度を非接触測定する方法 - Google Patents
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Abstract
本発明によれば、光干渉断層法により、前記材料により作製されるオブジェクト(20)と前記方法に使用される光ビームとの交差部に対応する光路長を求め、前記オブジェクトの厚さを求め、前記光路長及び前記厚さから前記材料の屈折率を求め、前記屈折率から前記材料の前記密度を求める。
Description
−当該方法は、10μm未満〜数ミリメートルの厚さに対応することができる。
−当該方法によって、非平面オブジェクトの特徴付けが可能になる。
−当該方法では、光路長の測定を厚さの測定と、例えばX線を利用して組み合わせることにより、バルク材料の屈折率及び多孔質材料の有効屈折率を推定する。
−当該方法によって、発泡体の局所密度の計算が可能になる。
−この方法により行なわれる測定は、平板オブジェクト、円筒オブジェクト、又は球形オブジェクトに、分析対象オブジェクトの形状に合わせた照明形状を使用することなく適用することができる。
−測定は、単層オブジェクト又は多重層オブジェクトに適用することができる。
−測定は、全く接触することなく、かつ数ミリメートル〜数十センチメートルの作動距離を保って行なわれ、これらの距離は、本方法を実行するために使用できるコリメータによって変動する。
−測定は、数マイクロメートル〜数ミリメートルの範囲で変動する厚さを有するオブジェクトに対して行なうことができる。
−本方法により、光路長を、約百ナノメートルの精度で測定することができる。
−本方法により、バルクサンプル又は多孔質サンプルの屈折率を測定することができる。
−本方法により、多孔質である場合、オブジェクトの密度を測定することができる。
−光干渉断層法により、多孔質材料から作製されるオブジェクトと当該断層法を実施するために使用される光ビームとの交差部に対応する光路長が決定され、この多孔質材料は前記光ビームに対して半透明又は透明であること、
−前記オブジェクトの厚さが決定されること、
−このようにして決定された前記光路長及び厚さに基づいて、前記光ビームの波長における前記多孔質材料の屈折率が決定されること、
−このようにして決定された前記屈折率に基づいて、前記多孔質材料の密度が決定されること
である。
上式中、npは前記多孔質材料の屈折率を表わし、ρm及びnmは、前記バルク(非多孔質)材料の密度及び屈折率をそれぞれ表わす。
上式中、λcは、発光の中心波長に対応し、Δλは、スペクトル半値全幅(FWHM)に対応する。
上式中、δLは、干渉計の両方のアームの光路長差であり、Rは、サンプル20の境界の反射率である。これは、光が衝突する境界当たり1つのピークを含む信号により表わされる。このピークの最大位置が境界の位置に対応する。2つの連続するピークの間の距離は、両方の関連境界の間を光波が伝搬する光学距離に結び付けられる。これらの境界の両方の間の物質から成る媒質の屈折率を知ることにより、プローブ対象媒質の厚さを容易に計算することができる。
−露出時間:45分、
−クロムチューブ、
−電圧:15kV、
−電流密度:20mA。
Ep=(39.8±0.9)μm
n=1.55±0.04
を推定することができる。前述のように、光路長L(これもOCTにより得られる)と厚さEpとの比によって、マイクロフラスコを構成する材料の屈折率n(=L/Ep)が得られる。
[1]国際公開第2004/083772号(2004年9月30日公開、発明の表題「Method for measurement of three-dimensional objects by single-view backlit shadowgraphy」)
[2]国際公開第2006/030149号(2006年3月23日公開、発明の表題「Method for measuring three-dimensional objects by a single-view backlit shadowgraphy using optical laws of light propagation」)
[3]国際公開第2008/023024号(2008年2月28日公開、発明の表題「Method for the contactless measurement of two-layered three-dimensional objects by single-view backlit shadowgraphy」)
mT=mCHx+mA
mT=ρCHx.VCHx+ρA.VA 及び VT=VCHx+VA
上式中、ρCHx及びρAは、それぞれバルクポリマーの密度及び空気の密度であり、VCHx及びVAは、それぞれバルクポリマーの容積及び空気の容積であり、これらの容積の合計がVTに一致する。
VCHx=S.lCHx 及び VA=S.lA
−2mmの外径、
−100μmの厚さ、及び
−250mg/cm3の密度
nCHx=1.511±0.001 波長:1,310nm
平均厚さ 101.9μm
平均光路長 113.9μm
屈折率nM 1.117
ρCHx=1,188kg/m3
nCHx=1.511 波長:1,310nm
nM=1.117 波長:1,310nm
ρCHx=272kg/m3(又は、mg/cm3)
mμb=317μg±1μg
φext=2,027μm±1μm 及び Ep=101.4μm±0.9μm
ρCHx’=267mg/cm3±6mg/cm3
Claims (7)
- 多孔質材料の密度を非接触測定する方法であって、
−光干渉断層法により、前記多孔質材料により作製されるオブジェクト(20,32,44,52,62)と前記断層法を実施するために使用される光ビームとの交差部に対応する光路長を決定することであって、前記多孔質材料は前記光ビームに対して半透明又は透明であること、
−前記オブジェクトの厚さを決定すること、
−このようにして求めた前記光路長及び前記厚さに基づいて、前記光ビームの波長における前記多孔質材料の屈折率を決定すること、及び
−このようにして求めた前記屈折率に基づいて、前記多孔質材料の前記密度を決定すること
を特徴とする方法。 - 前記バルク材料により作製されるオブジェクトから、光干渉断層法により、及び厚さ測定により、前記バルク材料の前記屈折率を求める、請求項2に記載の方法。
- 前記オブジェクト(20,32,44,52,62)の前記厚さを、X線ラジオグラフ法により求める、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記オブジェクト(20,32,44,52,62)の前記厚さを、バックライトシャドウグラフ法により求める、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記オブジェクト(32,52,62)は球形かつ中空であるので外径及び内径を有し、前記内径及び前記光路長を光干渉断層法により求め、前記外径をバックライトシャドウグラフ法により求め、このようにして求めた前記外径と前記内径との差の半分を計算することにより前記オブジェクトの前記厚さを求める、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記オブジェクト(52)は球形かつ中空であるので外径及び内径を有し、前記オブジェクトを糸状キャピラリー(48)の端部に取り付けて、前記光路長、及び前記オブジェクトの前記厚さを同じ位置で求める、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の方法。
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