周波数上昇変換を利用した赤外画像縮退4波混合分光法の開発

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10650044
• Research Institution: KYUSHU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 岡田 龍雄 九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 教授 (90127994)
• Keywords: 赤外画像計測 / 縮退四波混合法 / 周波数上昇変換 / レーザーアブレーション / イメージインテンシファイア / 分光計測

Research Abstract

赤外画像分光計測の難点の一つは、赤外領域ではイメージインテンシファィアに相当する素子がなく、高速パルス微弱画像の計測ができないことである。そこで、本研究グループでは、縮退四波混合法(DFWM)による赤外コヒーレントな分光画像信号を、非線形光結晶中でポンプ光と周波数混合して可視あるいは近紫外光に周波数上昇変化し、既存のイメージインテンシファア付CCDカメラで計測する方法を提案している。
本研究の目的は、提案している周波数上昇変換を併用した縮退画像四波混合法(FUP-DFWM)による赤外画像分光計測を実証し、画像歪み・空間分解能・検知感度などの実用化に不可欠な基本特性を明らかにすることである。これまでに得られた主要な成果は以下の通りである。
1.レーザーアブレーションで発生したCs蒸気を対象にTi:サファイアレーザーを光源としてFUP-DFWM実験を行ない、本システムによる赤外画像分光計測の可能性が実証した。
2.開発したシステムでの空間分解能、周波数上昇変換にともなう画像歪などを評価するためのシミュレーションコードの開発を行った。
3.テストパターンを用いたモデル実験によりFUP-DFWMの画像再現性を実験的に検証し、シミュレーションによる結果と比較検討した。

Research Products

• [Publications] Kouki Morishita: "Infrared degenerate four-wave mixing imaging using infrared to visible up-conversion"Technical Digest of IEEE/OSA Conference on Laser and Electro-Optics. 17 (1999)
• [Publications] Kouki Morishita: "Infrared laser spectroscopic imaging based on degenerate four-wave mixing spectroscopy combined with frequency-upconversion detection"Opt. Lett.. 24. 688-690 (1999)
• [Publications] Kouki Morishita: "Visualization of expanding laser-ablation plume by a proposed frequency up-converted infrared spectroscopic imaging"Technical Digest of IEEE/LEOS Conference on Laser and Electro-Optics Pacific Rim. 322-323 (1999)
• [Publications] Tatsuo Okada: "Development of infrared spectroscopic imaging by frequency up-converted degenerative four-wave mixing spectroscopy"Proc. 9th International Conference on Laser-Aided Plasma Diagnostics. 128-133 (1999)
• [Publications] Kouki Morishita: "Fidelity of infrared imaging system based on frequency upconverted degenerate four-wave mixing spectroscopy"Technical Digest of IEEE/LEOS Conference on Laser and Electro-Optics. 印刷中. (2000)