非非破破壊壊検検査査（（内内部部構構造造））

University of Tokushima

非

非破 破壊 壊検 検査 査（ （内 内部 部構 構造 造） ） ^{例 例)} 

^工業 _生体 ^業製 _体ほ ^製品 _ほか ^品 _か

Ｘ

Ｘ線 線 超 超音 音波 波

・良好な物質透過特性

・透過イメージング、CT

・

・高 高い い侵 侵襲 襲性 性

・良好な物質透過特性

・パルス特性

・断層イメージング

・

・接 接触 触測 測定 定

O

OC CT T

・非接触リモート

・低侵襲

・パルス特性

・断層イメージング

・

・表 表面 面近 近傍 傍の のみ み

断層イメージング

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THzトモグラフィー（THz断層イメージング）

超

超短短パパルルスス 自

自由由空空間間伝伝搬搬 良

良好好なな物物質質透透過過性性 低

低散散乱乱 コ

コヒヒーーレレンントトビビーームム

Δ t = 2n

d c

THz トモグラフィー

非接触リモート、非侵襲、深部プローブ

n_g:群屈折率 d:厚さ

c:光速

低侵襲性

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世界最初のTHzトモグラフィー

ref) Mittleman et al, Opt. Lett., Vol. 22, pp. 904-906 (1997).

THzエコー信号

反射

イメージング

断層イメージング

フロッピーディスク

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工業製品の品質評価

錠薬のコーティング

A. J. Fitzgerald et al. J. Pharmaceutical Sci. , Vol.94, pp. 177 (2005).

スペースシャトル燃料タンク

H. Zhong et al., IEEE SENSORS J., Vol. 5, 203- 208 (2005).

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医用分野への応用

光学イメージ

THz断層イメージ

〜英国TeraView社

歯牙診断

皮膚診断

THz断層イメージ

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テラヘルツ塗装膜計測(THz paintmeter)

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点走査型THzトモグラフィー装置

機械式時間遅延走査を用いた ポンプ・プローブ測定 THzパルス時間波形は

実時間測定できない！

検

検出 出ｴ ｴﾚ ﾚｸ ｸﾄ ﾄﾛ ﾛﾆ ﾆｸ ｸｽ ｽの の 帯

帯域 域不 不足 足

各遅延時間での波形の切り 出しの後、時間波形再構成

タイミングチャート

測定時間

数分 / 時間波形

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膜厚測定

Delayed time Δt (ps)

Optical thickness n gd (µm)

0 100 200 300 400 500 600

0 1 2 3 4

0 100 200 300

Coating thickness@thicknessmeter (µm)

y

y ==22.. 661122xx

R

R == 00..996688,,SS DD== 1100µµ mm

y

y ==11.. 881122xx

R

R == 00..999966,,SS DD== 44µµ mm

!!

!!

µµ µµ

Time (ps)

Electric field (ps)

Time delay

Geometrical thickness d @ thicknessmeter (µm)

Δ t = 2n

d c

Δt

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各

各種 種塗 塗装 装膜 膜の の計 計測 測

サンプル提供：マツダ自動車

自

自動 動車 車塗 塗料 料（ （メ メタ タリ リッ ッ ク

ク含 含む む） ）に にも も応 応用 用可 可能 能

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多層膜の膜厚ムラ計測

サンプル

THz パルスエコーの時間波形

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塗装膜の剥離検出

サンプル

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塗

塗装 装膜 膜の のT TH Hzz分 分光 光特 特性 性

吸収スペクトル 屈折率スペクトル

乾燥に伴う THz 分光特性の変化

乾燥状態に依存してTHzエコー信号が変化

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乾燥状態モニタリング

乾燥に伴うTHzパルス エコーの時間変化

重回帰分析により抽出した 群屈折率(n

)の変化

ドライ膜の群屈折率(=1.81)

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性能比較

paintmeter THz yes

yes

yes yes yes yes insufficient

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膜厚分解能の向上①

信号波形解析の適用

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膜厚分解能の向上② _THz ^{パルス幅の狭窄化}

3 枚に重ねた紙

数 µm の膜厚分解能が可能