GHz laser-ultrasonic computed tomography

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H02123
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: General applied physics
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Wright Oliver 北海道大学, 工学研究院, 教授 (90281790)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松田 理 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (30239024) ; 友田 基信 北海道大学, 工学研究院, 助教 (30344485)
• Research Collaborator: Otsuka Paul H. 北海道大学, 大学院工学研究院, 研究員 ; Mezil Sylvain 北海道大学, 大学院工学研究院, JSPS外国人研究員 ; Devaux Theabaut 北海道大学, 大学院工学研究院, JSPS外国人特別研究員 ; Gusev Vitalyi E. Le Mans大学, 教授 ; Voti Roberto Li Roma大学, 准教授 ; Juodkazis Saulius Swinburne University of Technology, 教授 ; Maznev Alex A. Massachusetts Institute of Technology, 研究員 ; Dehoux Thomas Lyon第1大学, 研究員 ; Lee Sam H. Yonsei大学, 准教授
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 物理計測・制御 / GHz超音波 / 断層撮影法 / ピコ秒超音波法 / ブリルアン散乱

Outline of Final Research Achievements

This research concerns GHz ultrasonic computed tomography, which extends the field of non-invasive acoustic internal imaging to the nanoscale. We make use of the optical generation of coherent phonons with frequencies up to ~100 GHz and wavelengths down to ~50 nm in nanostructures to image bulk acoustic waves on very small temporal (~1 ps) and spatial (~50-500 nm) scales. Elastic property imaging, nanoscale acoustic-optic interactions and defect phonon scattering are investigated. This work should lead to new sensing and imaging technologies.

Free Research Field

超音波物性、光物性、音響メタマテリアル

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

固体上のGHz表面波を使用して局所的な微小欠陥のCT画像を作成すること、ならびに自動角度走査時間領域ブリルアン散乱を使用して透明材料に3次元画像を形成することが可能であることを我々は示した。 さらに、GHzのバルク縦超音波を使用して画像化するホログラフィック法を開発し、円筒形の試料でサブミクロンGHz超音波CTを達成する方法を提案した。本研究は、3次元GHz超音波イメージングの新しい科学を切り開き、そして将来の生物科学における商業的利用の可能性を含む、ナノスケールの音響センシングにおける多様な用途につながる。