| Project/Area Number |
20J10441
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
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| Research Institution | Wakayama University |
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Principal Investigator |
米田 成 和歌山大学, システム工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | ホログラフィックメモリ / 光メモリ / ホログラフィ / 強度輸送方程式 / シングルピクセルイメージング / 深層学習 / 圧縮センシング / 体積ホログラム / フーリエ縞解析 / 二値ホログラム |
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| Outline of Research at the Start |
ホログラフィックデータストレージのさらなる大容量化・高転送速度化を目的として光波の「振幅」・「位相」・「偏光」などの多次元情報を活用する手法を提案する．一般的に，光波の多次元情報を同時に変調するためには複数の空間光変調器が必要であり光学系が大型・複雑・高価になる．また，復調過程では撮像素子が必要である．これらの問題を解決するために，計算機ホログラムの技術や圧縮センシング，シングルピクセルイメージングなど，情報フォトニクスに関する幅広い分野の技術を応用する．これら技術の応用により汎用光学素子を用いた超高速多次元大容量化ホログラフィックデータストレージを開発する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度の予定では，高速記録を目的とした二値ホログラムの技術を応用することを検討していた．しかし，実応用を検討する場合，(1)光利用効率を改善した高精度位相検出法の検討，および(2)散乱・揺らぎ場における安定検出技術の確立，が必要と考え，まずこれら二つの課題を解決する研究をおこなった．さらに，昨年度予定していた(3)さらなる高記録密度を目的とした研究にも取り組んだ．まず(1)に関して，これまで提案してきた強度輸送方程式に基づく位相検出方法に対して位相ホログラムおよび深層学習を応用し，従来技術に比べておよそ10倍の光利用効率の向上を達成した．また，位相検出方法に関する研究において，式の導出が曖昧であった箇所を指摘する論文を発表した． 次に，(2)に関して，昨年度提案したシングルピクセルイメージングに基づく検出方法において，散乱・揺らぎ場中で検出が可能なシステムの構築をおこなった．原理検証実験では，拡散角が20度の非常に散乱の影響が強い場合でも情報の取得が可能であることを示した．また，散乱体が回転しているような環境下でも，情報が得られることを示した． 最後に(3)に関して，体積ホログラムの角度選択性を活用した記録密度向上方法について取り組んだ．角度選択性に基づく方法はこれまでも多くの研究者により提案されてきたが，本研究では単一光路により実現できる方法を実現した． また，昨年度予定していた，三次元空間情報を二次元情報から取得する方法を圧縮センシングの適用により実現した．以上の研究成果より，研究課題の実現に不可欠な要素技術を確立可能であるという見通しを得た．今後，これらの各要素技術を統一する際に生じる各課題を解決する必要がある．
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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