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高機能光源を用いた散乱制御による光断層計測/顕微鏡の高侵達・高解像化

Publicly Offered Research

Project AreaComprehensive understanding of scattering and fluctuated fields and science of clairvoyance
Project/Area Number 21H05588
Research Category

Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Transformative Research Areas, Section (II)
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

西澤 典彦  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (30273288)

Project Period (FY) 2021-09-10 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥11,050,000 (Direct Cost: ¥8,500,000、Indirect Cost: ¥2,550,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Keywords光計測・イメージング / 光応用・量子光工学 / 高機能レーザー / ファイバレーザー / 光断層計測(OCT) / 高性能レーザー / バイオイメージング / 光断層計測 / 応用光学・量子光学
Outline of Research at the Start

本研究では,申請者が開発した電子制御型波長可変超短パルス光源による擬似的な超広帯域光や,動的な散乱素子を用いて,多重散乱によるスペックル雑音を低減した高解像・高侵達OCT/OCMを開発する.また,複数の波長における高分解能OCT/OCMイメージングを行い,散乱と侵達長の波長依存性等を解析し,散乱透視学に貢献する.

Outline of Annual Research Achievements

1.擬似SC光源を用いた高解像OCTイメージングとスペックルの低減
これまでに開発してきた電子制御型高出力波長可変超短パルスファイバレーザー光源を種パルスに用いて,出力の波長を高速に変調させることによって擬似的なSC光を生成した.更に,それをSD-OCTの光源に用いて,高解像OCTイメージングを行い,各種サンプルの断層イメージングを実現した.更に,光源の中心波長を変化させながらイメージングを行い,取得したイメージを加算平均することでスペックルを低減したより鮮明なOCTイメージングが得られることを実証した.測定結果は定量的に評価し,スペックル低減能を評価した.
2.1.7um帯マルチモーダルイメージングシステムの開発
脳組織などの散乱性の高い測定対象において高侵達イメージングが実現できる波長1.7um帯において,マルチモーダルイメージングシステムの開発を進めた.これまでに開発してきた超短パルスファイバレーザー技術を駆使して,波長1.7um帯に高出力超短パルスファイバレーザーを開発し,量子ドットを蛍光標識に用いて,高感度な2光子励起蛍光顕微鏡システムを開発した.更に,そのシステムにOCMを融合することで,OCMイメージングと2PEF顕微イメージングの双方を同時に行うことのできるシステムの開発を進めた.その結果,システムのベースができ,OCMイメージングまで確認することができた.現在,2PEFイメージングの実現を目指し,研究を進めている.
3.研究結果の検討と総括
研究結果の解析・検討を行った.更に,研究の総括を行った.また,学術変革領域内の特に脳研究を行っているグループと,共同研究・融合研究活動を進めた.

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 4 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 超短パルスファイバレーザー光源を用いた高分解能光干渉断層計測2023

    • Author(s)
      西澤 典彦, 榊原 陽一, 山中 真仁
    • Journal Title

      レーザー研究

      Volume: 51 Pages: 37-41

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    • Author(s)
      Tomoki Saibara, Shotaro Kitajima, Norihiko Nishizawa
    • Journal Title

      ALPS2023

      Volume: ALPSp1-28

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  • [Journal Article] Speckle Reduction by Frequency Compounding in 1.7 μm Optical Coherence Tomography using Tunable Quasi-Supercontinuum Laser Source2022

    • Author(s)
      Y. Chen, M. Yamanaka, S. Kitajima, and N. Nishizawa
    • Journal Title

      CLEO (Conference on Lasers and Electro-Optics) 2022

      Volume: JW3B Pages: JW3B.152-JW3B.152

    • DOI

      10.1364/cleo_at.2022.jw3b.152

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  • [Journal Article] Mechanical Speckle Noise Reduction in SD-OCT at 1.7 um Wavelength2022

    • Author(s)
      Kensuke Yamanaka, Masahito Yamanaka, Norihiko Nishizawa
    • Journal Title

      SI-Thru2022

      Volume: SI-Thrup-02

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      Ying Chen, Shotaro Kitajima, Norihiko Nishizawa
    • Journal Title

      SI-Thru2022

      Volume: SI-Thru6-06

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    • Author(s)
      山中 真仁 ,西澤 典彦
    • Journal Title

      光学

      Volume: 50 Pages: 153-159

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    • Author(s)
      J. Yamamoto, M. Yamanaka, Y. Zhou, T. Saitoh, Y. Sakakibara, N. Nishizawa
    • Journal Title

      CLEO2021

      Volume: STh5A.5

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      西澤 典彦
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      西澤 典彦, 山中 真仁
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      Ying Chen, Masahito Yamanaka, Shotaro Kitajima, Norihiko Nishizawa
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      CLEO2022
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  • [Presentation] Mechanical Speckle Noise Reduction in SD-OCT at 1.7 um Wavelength2022

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      Kensuke Yamanaka, Masahito Yamanaka, Norihiko Nishizawa
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      SI-Thru2022
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  • [Presentation] Speckle reduction by spectral compounding in 1700 nm SD-OCT using tunable quasi-supercontinuum source2022

    • Author(s)
      Ying Chen, Shotaro Kitajima, Norihiko Nishizawa
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      SI-Thru2022
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      Chen Ying, Kitajima Shotaro, Nishizawa Norihiko
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      山中 健介, 山中 真仁, 西澤 典彦
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      Optics & Photonics Japan 2022
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      Ying Chen, Norihiko Nishizawa
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      園山 大地、 山中 真仁、 湯川 博、 徳永 真澄、 馬場 嘉信、 榊原陽、 田恵美子、 片浦弘道、 西澤 典彦
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      レーザー学会 第558回研究会 「次世代ファイバレーザー技術」
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    • Author(s)
      西澤典彦,他
    • Total Pages
      221
    • Publisher
      丸善プラネット
    • ISBN
      9784863455207
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    • Author(s)
      Norihiko Nishizawa, Masahito Yamanaka, et.al.
    • Total Pages
      413
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      9789811643248
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  • [Remarks] 名古屋大学電子工学専攻・西澤研究室

    • URL

      https://www.nuee.nagoya-u.ac.jp/labs/optelelab/

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URL: 

Published: 2021-10-22   Modified: 2023-12-25  

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