2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of nonlinear microspectroscopic appratus with spatial light modulation for molecular-selective imaging of nano-structured media
| Project/Area Number |
16K13938
|
|---|
| Research Institution | Tokyo University of Science |
|---|
Principal Investigator |
伴野 元洋 東京理科大学, 理学部第一部化学科, 講師 (40432570)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 超解像顕微分光 / ラマン分光 / 顕微振動分光 / 空間光位相変調 / 波面整形 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究における装置開発の目標である，空間光位相変調技術を誘導ラマン散乱顕微鏡に組み込むことによる平面方向の空間分解能の向上について，前年度までに方法論の確立に成功した。本技術によって従来よりも微細な構造を持つ試料へ応用対象が広がったが，一方でこのような顕微分光技術の応用先として，媒質に埋もれた試料内部がニーズとして大きいことを知った。ところが，媒質に埋もれた部位を顕微分光計測する場合には，対象の前面にある媒質によって光の位相波面が乱されるため，理想的な焦点を結ばず，結果として空間分解能が低下してしまう。そこで本年度は，当初の目的である空間光位相変調を基とした高空間分解能化に加えて，同技術を媒質に埋もれた部位へも応用可能とする装置開発を行った。
埋もれた部位での高空間分解計測達成の手段として，媒質による位相波面乱れの影響をキャンセルする，補償光学の手法を採用した。この補償光学的に光の位相波面を制御するため，前記した空間光位相変調技術を応用したアルゴリズムを開発し，前年度までに開発した誘導ラマン散乱顕微鏡に組み込んだ。本方法論ではまず，位相変調を施さない状態で，対象部位に信号発生用の光を照射し，誘導ラマン散乱信号を取得する。続いて，位相変調パターンを変えつつ，信号強度を計測し，最も信号強度の高くなる位相変調パターンを見つける。この信号強度が最も大きくなったときに，対象部位に最も理想的に光を集光したことを示す。本年度の研究では，空間光位相変調器に波面位相パターンを投影しつつ誘導ラマン散乱信号強度を計測し，波面位相パターンを変えつつその強度をモニターするシステムを構築した。さらに最適な位相変調パターンを見つけ出すため，遺伝的アルゴリズムに基づいた基礎プログラムを作成した。これらの開発によって，深部における高空間分解計測を可能とする装置の基本要素を完成させた。
|
