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超高密度3次元光メモリの実現に向けた多層化コリニアホログラフィックメモリの研究

Research Project

Project/Area Number 13J01808
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Electron device/Electronic equipment
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

渋川 敦史  北海道大学, 情報科学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsホログラフィックメモリ / 多層記録 / ページ間クロストーク / デジタル位相共役 / 光複素振幅 / 蛍光イメージング
Outline of Annual Research Achievements

本研究の最終目的は,次世代光メモリとして期待されるホログラフィックメモリ(HDS)の記録密度を飛躍的に向上させることにある.昨年度,高度なデジタル処理と光学処理を融合させたデジタル画像拡散技術を新たに提案し,ホログラフィックメモリのノイズを約1/10に低減することに成功している.これを踏まえ,本年度の目的は,デジタル画像拡散技術において必要な光複素振幅技術の精度向上を通して,ホログラフィックメモリの記録密度向上に寄与することとした.そこで,二つの空間光位相変調器(SLM)を並列に配置することで高解像かつ高光利用効率を可能にする光複素振幅生成手法を開発した.本手法は,二つのSLMによって変調された空間位相をビームスプリッターを通して光学的に重ね合わせることで,任意の複素振幅を生成可能にする.従来の一つの空間光位相変調器を用いる手法と比べ,解像度の点で約16倍,光利用効率の点で約2倍の性能向上が可能であることを実験および数値シミュレーションによって明らかにしている.また,同手法を通して,デジタル位相共役光の忠実度を約50%向上させることに実験的に成功した.デジタル位相共役光の生成技術は,ホログラフィックメモリにおけるノイズ低減だけでなく,生体イメージング等の幅広い分野への応用が可能である.本研究の成果は,国際学術雑誌Optics Expressおよび国際会議EOSAMにおいて発表されている.
昨年12月からは特別研究員対象の日本スイス若手研究者交流事業によりスイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)へ留学し,デジタル位相共役光の生成技術を蛍光イメージングおよび光音響イメージングへ応用する研究を行っている.

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2015 2014 2013

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (15 results) (of which Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Optical tomography using a random diffuser and digital phase conjugation2015

    • Author(s)
      Yuta Goto, Atsushi Okamoto, Atsushi Shibukawa, Akihisa Tomita, Kunihiro Sato
    • Journal Title

      SPIE Proceedings

      Volume: 9319 Pages: 93191L-93191L

    • DOI

      10.1117/12.2078765

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Journal Article] Experiment on three-dimensional display using spatial cross modulation method2015

    • Author(s)
      Yuta Kan, Atsushi Okamoto, Akihisa Tomita, Atsushi Shibukawa, Hisatoshi Funakoshi
    • Journal Title

      SPIE Proceedings

      Volume: 9386 Pages: 93860Y-93860Y

    • DOI

      10.1117/12.2180025

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Journal Article] Digital phase conjugate mirror by parallel arrangement of two phase-only spatial light modulators2014

    • Author(s)
      Atsushi Shibukawa, Atsushi Okamoto, Yuta Goto, Satoshi Honma, and Akihisa Tomita
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 22 Issue: 10 Pages: 11918-11929

    • DOI

      10.1364/oe.22.011918

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Spatial cross modulation method using a random diffuser and phase-only spatial light modulator for constructing arbitrary complex fields2014

    • Author(s)
      Atsushi Shibukawa, Atsushi Okamoto, Masanori Takabayashi, and Akihisa Tomita
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 22 Issue: 4 Pages: 3968-3982

    • DOI

      10.1364/oe.22.003968

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Digital Image Diffusion Technique for Suppressing Interpage Crosstalk in Holographic Data Storage2013

    • Author(s)
      Atsushi Shibukawa, Atsushi Okamoto, Yuta Wakayama, Akihisa Tomita, Hisatoshi Funakoshi, and Kunihiro Sato
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 52 Issue: 9S2 Pages: 09LD03-09LD03

    • DOI

      10.7567/jjap.52.09ld03

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Double-Referential Holography and Spatial Quadrature Amplitude Modulation2013

    • Author(s)
      Keisuke Zukeran, Atsushi Okamoto, Masanori Takabayashi, Atsushi Shibukawa, Kunihiro Sato, and Akihisa Tomita
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 52 Issue: 9S2 Pages: 09LD13-09LD13

    • DOI

      10.7567/jjap.52.09ld13

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 仮想位相共役技術を用いた光断層イメージングの特性解析2015

    • Author(s)
      後藤優太,岡本淳,渋川敦史,富田章久
    • Organizer
      マルチメディアストレージ研究会
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス
    • Year and Date
      2015-02-23
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 空間スペクトル拡散光のデジタル位相共役再生を用いた光断層撮影の基礎実験2014

    • Author(s)
      後藤優太,岡本淳,渋川敦史,富田章久
    • Organizer
      Optics & Photonics Japan 2014
    • Place of Presentation
      筑波大学東京キャンパス 文京校舎
    • Year and Date
      2014-11-05 – 2014-11-07
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 3次元表示に向けたデュアルフェイズモジュレーション法2014

    • Author(s)
      清水祥平,岡本淳,渋川敦史,菅悠太,富田章久
    • Organizer
      平成26年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • Place of Presentation
      北海道科学大学
    • Year and Date
      2014-10-25 – 2014-10-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ホログラフィックメモリの高密度化に向けた デュアルフェイズモジュレーション法による空間直交振幅変調信号の生成2014

    • Author(s)
      王禹,岡本淳,渋川敦史,富田章久
    • Organizer
      平成26年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • Place of Presentation
      北海道科学大学
    • Year and Date
      2014-10-25 – 2014-10-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 空間スペクトル拡散光のデジタル位相共役再生を用いた 光断層撮影技術による特定層情報の抽出2014

    • Author(s)
      後藤優太,岡本淳,渋川敦史,富田章久
    • Organizer
      平成26年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • Place of Presentation
      北海道科学大学
    • Year and Date
      2014-10-25 – 2014-10-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 3次元表示に向けた空間クロスモジュレーション法2014

    • Author(s)
      菅悠太, 岡本淳, 渋川敦史, 富田章久, 舟越久敏
    • Organizer
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Improvement of fidelity in digital phase conjugation by parallel alignment of two phase-only spatial light modulators2014

    • Author(s)
      Atsushi Shibukawa, Atsushi Okamoto, YutaGoto, AkihisaTomita, and KunihiroSato
    • Organizer
      European Optical Society Annual Meeting 2014
    • Place of Presentation
      City of Science, Technology and Media (Germany, Berlin)
    • Year and Date
      2014-09-17
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Progressive Hologram Recording and Reconstruction Using Complex Amplitude Generation and Detection Technologies2013

    • Author(s)
      Atsushi Shibukawa
    • Organizer
      International Symposium on Optical Memory 2013
    • Place of Presentation
      延世大学(韓国, 仁川)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Generation of Optical Full-Complex-Amplitude Signals by Real-Space Representation Using Random Diffuser2013

    • Author(s)
      Atsushi Shibukawa
    • Organizer
      International Symposium on Optical Memory 2013
    • Place of Presentation
      延世大学(韓国, 仁川)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Holographic Modulation Method for Producing Collinear Patterns with Multi-Valued Phase and Intensity Using a Single Spatial Light Modulator2013

    • Author(s)
      Yu Wang
    • Organizer
      International Symposium on Optical Memory 2013
    • Place of Presentation
      延世大学(韓国, 仁川)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ランダムディユーザを用いた空間クロスモジュレーションによる光複素振幅生成技術の提案とその応用2013

    • Author(s)
      渋川敦史
    • Organizer
      Optics & Photonics Japan 2013
    • Place of Presentation
      奈良県新公会堂(奈良県奈良市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 光複素振幅生成のための空間位相変調器の並列配置によるデュアルフェイズモジュレーション2013

    • Author(s)
      渋川敦史
    • Organizer
      Optics & Photonics Japan 2013
    • Place of Presentation
      奈良県新公会堂(奈艮県奈良市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 空間スペクトル拡散光のデジタル位相共役再生を用いた光断層撮影技術2013

    • Author(s)
      後藤優太
    • Organizer
      Optics & Photonics Japan 2013
    • Place of Presentation
      奈良県新公会堂(奈艮県奈艮市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 拡散画像のデジタル位相共役再生技術を用いたノイズ低減2013

    • Author(s)
      渋川敦史
    • Organizer
      平成25年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • Place of Presentation
      室蘭工業大学(北海道室蘭市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 空間スペクトル拡散光のデジタル位相共役再生による光断層撮影技術2013

    • Author(s)
      後藤優太
    • Organizer
      平成25年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • Place of Presentation
      室蘭工業大学(北海道室蘭市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 複素振幅画像再生装置および複素振幅画像再生方法、ならびに、散乱位相画像生成装置および散乱位相画像生成方法2013

    • Inventor(s)
      岡本淳, 渋川敦史, 若山雄太
    • Industrial Property Rights Holder
      北海道大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2013-08-15
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 複素振幅像生成装置および複素振幅像生成方法2013

    • Inventor(s)
      岡本淳, 渋川敦史, 後藤優太
    • Industrial Property Rights Holder
      北海道大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2013-11-11
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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