光学ガラスの表面歪みと内部応力の同時計測が困難な問題に対し、対向型二重光路デジタルスペックル干渉(Digital Speckle Pattern Interferometry, DSPI)に基づく同時計測システムを開発した。本システムは、引張試験機のハードウェアIO信号を用いて二重光路の同期トリガーを実現し、最大取得遅延を2.2秒以内に制御し、有限要素解析(Finite Element Analysis, FEA)を組み合わせて計測精度を定量的に評価した。反射型および透過型の二重光路並列構成を採用し、それぞれ表面スペックル情報および内部応力の複屈折位相を抽出した。石英ガラス試料に対し50〜170 Nの軸方向引張実験を行い、全場の歪みと応力データを同期取得し、同一バッチ試料による再現性試験を通じて計測結果の安定性と普遍性を検証した。同一サイズの有限要素モデルを構築し、実験結果と理論シミュレーション値を段階的に比較し、システムの測定誤差および偏差の原因を分析した。結果は、実験で得られたクラウドマップ分布特性がシミュレーションと高度に一致することを示した。定量的な精度評価では、全測定範囲内の歪み測定の平均相対誤差は約9.2%、応力測定の相対誤差は7.8%以内に制御されていることが示された。解析により、測定値が通常シミュレーション値よりわずかに高いのは、測定中に避けられない偏心荷重、治具のプリテンション、および光路の斜入射による幾何学的結合誤差が主な原因であることが明らかになった。さらに本システムは、シミュレーションの理想モデルでは再現できない付加的な曲げモーメントおよび変位場の偏向現象を捕捉することに成功した。本システムの応力・歪み測定精度は工学的解析要求を満たしており、その全場同時計測の利点は、複雑な力-光結合環境下での光学部品の故障解析および製造プロセス最適化に信頼できる技術支援を提供する。

デジタルスペックル干渉;応力歪み同期測定;二重光路システム;光学ガラス