サブナノ領域の位相回復を実現する光子計数顕微映像法

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10450029
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 小松 進一 早稲田大学, 理工学部, 教授 (00087446)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 服部 雅之 早稲田大学, 理工学部, 助手 (20308208)
• Keywords: 位相回復 / 光子計数 / 可視化 / 逆問題 / 光波センシング / フォトンイメージ / 光計測 / 精密測定

Research Abstract

1.光子計数イメージングシステムにより回折像の分割取込
昨年度に引き続き、光子計数イメージングシステム(平成10年度設備備品)を用いて光波のフラウンホーファー回折像を広いダイナミックレンジで撮像する方法について検討した。SiO_2透明薄膜を基板上に形成した極微弱位相格子の高次回折像部分を光子計数イメージングシステムで撮像し、この結果にNDフィルターで強度を減少させて別に撮像したゼロ次光部分を合成して回折像データとした。この方法によって回折像撮像のダイナミックレンジを、1,000,000程度にまで向上でき、その結果、従来は3次までであった回折光の取り込みが、7次まで可能になった。
2.光子計数データ取り込みのオンライン化
データ収集・解析の効率を向上させるため、フロッピーディスクを媒体とするオフライン処理で行っていたワークステーションへの回折像データ取り込みを、まず研究室LANを介するデータ転送に改め、さらにオンラインのデータ取込が行えるようにした。
3.光子計数データに基づく位相回復
光子計数イメージングシステムの分割取り込みによって撮像した回折像データに対して位相回復アルゴリズムを適用した結果、HIO(Hybrid Input Output)法とER(Error Reduction)法の組合せを用いた反復型位相回復アルゴリズムが反復回数300程度で十分な収束がみられ、周期状の物体表面形状を再生することができた。再生像になお若干のノイズが残っている原因について、さらに検討している。
4.顕微鏡観察試料への適用
生物用の倒立顕微鏡(平成11年度申請設備備品)を用いて本方法を無染色の生物・生体試料のようなミクロな位相物体へ適用することの可能性について検討した。