2021 Fiscal Year Annual Research Report
超広帯域ベクトル光の単一ショット分光偏光検出による環境・産業用高感度光センシング
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20H02157
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| Research Institution | Utsunomiya University |
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Principal Investigator |
東口 武史 宇都宮大学, 工学部, 教授 (80336289)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂上 和之 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 主幹研究員 (80546333)
若山 俊隆 埼玉医科大学, 保健医療学部, 教授 (90438862)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 超広帯域光 / ベクトルビーム / 偏光解析 / 粒径分布 / 複屈折 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超広帯域ベクトル光変換法と単一ショット偏光検出法を駆使し，新しい分光偏光計測法を実証することで従来にないハイブリッド計測法を開拓することをめざしている．
環境の清浄化への対策を施す過程で大気汚染物質の粒径分布と粒子種の環境計測が重要である．従来はこれらを独立に計測しているが，マルチ波長での分光偏光計測はできていない．また，フレキシブル基板や透明電極を計測し，複屈折位相差計測による欠陥検出で品質管理し，省資源化することが必要であるものの，従来は単色計測で，精度も5 mradしかなく，マルチ波長では未達成である．さらに，超広帯域ベクトル光はマルチ波長でかつ空間的に異なる偏光を同時にもつため，ビーム径よりも小さい空間領域における偏光変化を高感度・高分解で計測することが期待できる．
時間変化や偶発的な現象を独自の超広帯域ベクトル光と偏光検出技術で高感度・高分解能で単一ショット計測できるか，物理的・工学的に妥当かどうか，環境計測や産業計測のセンシング技術に有効かどうかを調べている．S/N比やスループットを向上するため，光源の高出力化，超広帯域光の高出力化，ベクトル光の高品質化を進めた．特に，超広帯域光の出力とスペクトルを安定化することにした．
2021年度の成果は以下の通りである．(1) 可視光スペクトルの短波長域を拡大した．(2) 可視光領域の超広帯域光の出力を100 mW級に高出力化した．(3) 超広帯域光源のスペクトルを安定化した．(4) ガスセルの反射率を向上するため，超広帯域スペクトルにできるだけ対応する波長域のミラーを用いて，ヘリオットセルを構築した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
超広帯域光のベクトル光変換も順調に進んでおり，一部の実験結果は，当初よりも進んでいる項目もあるため，この区分にした．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の当初の目的としたことは概ね達成した．さらに研究を進めるため，以下の研究を進める予定である．
(1) 複屈折位相差を5 mrad以下にするため，超広帯域ベクトル光の出力を100 mW級にして，S/N比を向上する．
(2) ヘリオットセルでの粒径分布測定，分子種同定まで進んだことから，密度・感度を評価する．
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[Journal Article] Independent contribution of optical attenuation length in ultrafast laser-induced structural change2021
Author(s)
Tatsunori Shibuya, Kazuyuki Sakaue, Hiroshi Ogawa, Daisuke Satoh, Thanh-Hung Dinh, Masahiko Ishino, Masahito Tanaka, Masakazu Washio, Takeshi Higashiguchi, Masaharu Nishikino, Akira Kon, Yuya Kubota, Yuichi Inubushi, Shigeki Owada, Yohei Kobayashi, and Ryunosuke Kuroda
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Journal Title
Optics Express
Volume: 29
Pages: 33121-33133
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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