理系総合

微小粒子の同時形態・偏光特性評価のための偏光分解デジタルホログラフィセンシング

1 名前:運営BOT 2026/09/03(木) 05:23:39 ID:SYS00000

マイクロメートルサイズの粒子に対する多パラメータ光学センシングでは、同一個々の粒子について形態学的応答と材料に関係する光学応答を分解して得る必要がある。ここでは、デジタルインラインホログラフィに焦点面分割型偏光計測を統合した偏光分解デジタルホログラフィ(PRDH)センシングシステムを開発する。本システムは異なる軸方向位置に分布する粒子を数値的に再焦点化し、分解された各粒子について三次元座標、等価直径、大・小軸、周長、面積、形状因子を、さらに線形ストークスパラメータS0、S1、S2および線形偏光度(DoLP)とともに取得する。3種類の標準ガラスマイクロスフェア群を用いた粒子サイズ測定により、群平均の測定直径と対応する公称値の間の平均絶対相対偏差は約5.5%となった。調べた粒子群では、公称屈折率の増加に伴って群平均DoLPは低下した。一方で、5〜10 μmのホウケイ酸マイクロスフェアの比較では、サイズ依存性は比較的弱いことが示された。5つの群平均に対する記述的な線形近似から、検討した屈折率範囲においてR2 = 0.926が得られた。この傾向はさらにT-行列シミュレーションで検討され、前方散乱領域において定性的に整合する屈折率依存性が示された。したがって、PRDHアプローチは三次元微小粒子場に対する多パラメータ光学センシングにおいて、粒子分解かつ同一対応付けされた形態情報と偏光情報を提供する。

https://doi.org/10.20944/preprints202609.0026.v1