2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of ultra-wide band near-infrared wavelength swept light source using InAs quantum dots and its application to OCT
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16H03858
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| Research Institution | Wakayama University |
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Principal Investigator |
尾崎 信彦 和歌山大学, システム工学部, 准教授 (30344873)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池田 直樹 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 技術開発・共用部門, 主任エンジニア (10415771)
久保 隆史 和歌山県立医科大学, 医学部, 准教授 (30316096)
赤阪 隆史 和歌山県立医科大学, 医学部, 教授 (70322584)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 量子ドット / 近赤外波長掃引光源 / 光コヒーレンストモグラフィー（OCT） / 結晶工学 / 分子線エピタキシー(MBE) |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、半導体ナノ材料である自己組織化InAs量子ドット(QD)を用いて、広帯域な波長掃引光源(SS)を開発し、医療用断層イメージング技術である光コヒーレンストモグラフィー(OCT)への応用を目指した。InAs-QDは自己組織的に成長する半導体ナノ結晶であり、一定のサイズ分布を有するため、量子サイズ効果によって近赤外波長において広帯域な発光および光学利得を示す。この特長を利用して、広帯域な近赤外波長可変レーザー光源を実現し、OCTの高分解能化と高深達度（画像深さ）化を両立させることが狙いである。
これまでに、QDの成長条件の最適化を行い、QDを含有する光利得チップを作製して、外部共振器を導入することでQDベースの波長掃引レーザー光源(QD-SS)の開発に成功した。2018年度は本研究計画の最終年度に当たり、前年度までに開発した外部共振器型のQD-SSを改良して発振帯域の広帯域化を実現した。具体的には、QDを含有する利得チップの光導波路形状に工夫を加えてチップの内部発振を抑制することで、高電流注入下での外部共振器によるレーザー発振を誘起し発振帯域を拡大することができた。また、動作温度の制御やパルス電流を用いることでも発振帯域が拡大され、さらに利得チップの端面処理を施せば、より発振帯域の拡大が予想される。発振帯域の異なるQD-SSの点拡がり関数(PSF)の比較により、OCT光源とした際の光軸分解能の向上が確認され、本研究の目的である高分解能かつ高深達度SS-OCTの実現に資する光源が、自己組織化InAs-QDを用いて開発可能であることが示された。
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| Research Progress Status |
平成30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 |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Development of a broadband superluminescent diode based on self-assembled InAs quantum dots and demonstration of high-axial-resolution optical coherence tomography imaging2019
Author(s)
Nobuhiko Ozaki, Sho Yamauchi, Yuma Hayashi, Eiichiro Watanabe, Hirotaka Ohsato, Naoki Ikeda, Yoshimasa Sugimoto, Kenji Furuki, Yoichi Oikawa, Kunio Miyaji, David T. D. Childs, and Richard A. Hogg
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Journal Title
J. Phys. D: Appl. Phys.
Volume: 52
Pages: 225105 1-9
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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