擬似ランダム符号を用いたパルスシェーピング多焦点CARS顕微鏡

Research Project

Project/Area Number	18656019
Research Category	Grant-in-Aid for Exploratory Research
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Applied optics/Quantum optical engineering
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	橋本守 Osaka University, 大学院・基礎工学研究科, 准教授 (70237949)
Project Period (FY)	2006 – 2007
Project Status	Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help	¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000) Fiscal Year 2007: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000) Fiscal Year 2006: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Keywords	可視化 / 非線形光学 / 顕微鏡 / 振動分光 / ラマン散乱分光 / パルスシェーピング / 量子制御 / レーザー顕微鏡
Research Abstract	生きたままの生体組織・細胞を構成する分子ならびにその機能を観測する"分子イメージング"技術は,ポストゲノム研究において必要不可欠な研究ツールとなる.CARS(コヒーレントアンチストークスラマン散乱)顕微鏡は,全ての分子が持つ分子振動を観測することにより,無染色に分子種ならび分子構造情報を得ることができ,また非線形光学効果による回折限界を超えた空間分解能と誘導放出過程による高い感度を備えた観測手段である.しかしながら,これまでのCARS顕微鏡では2色のレーザーを必要としていたために,装置が複雑なものとなっていた。本研究では,一台の超短パルスレーザーを使用し,パルスシェーピングすることによって選択的に分子振動を励起する手法の開発を行った. 昨年度,作製したパルスシェーピング装置を改造し,2ビームを同時にパルスシェーピング可能なえるものとした.これにより,相互相関を容易に観測できるようになった.パルスシェーピング時に与える変調方法の比較を行った.正弦波状の位相変調を与えるものと,擬似ランダム符号を与えた時との比較を行ったところ,擬似ランダム符号を与えた方が,相互相関信号のパルス列の数が多くなる(正弦波では3-5本,擬似ランダム符号では9-13本)ことが確認できた.また,四塩化炭素を試料にCARS信号を観測した結果,分子振動が選択的に励起(周波数分解能が約3倍に向上)されていることが確認できた.