2021 Fiscal Year Annual Research Report
利得特性を制御した量子ドットによる超広帯域波長掃引光源の開発とOCTへの応用
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20H02183
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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)
渡辺 英一郎 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 技術開発・共用部門, エンジニア (10469786)
久保 隆史 和歌山県立医科大学, 医学部, 博士研究員 (30316096)
赤阪 隆史 和歌山県立医科大学, 医学部, 特別研究員 (70322584)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 量子ドット / 波長掃引光源 / 光コヒーレンストモグラフィー（OCT） / 分子線エピタキシー（MBE） |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、自己組織化InAs量子ドット(QD)を用いて、近赤外波長で広帯域な掃引幅を持った波長掃引レーザ光源(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)への応用を目指している。InAs-QDは格子歪により自己組織的に成長するナノ結晶であり、一定のサイズ分布を有するため、広帯域な発光および光学利得を示す。また、発光波長が生体サンプル内により深く浸透する近赤外波長帯にあり、成長条件によって発光中心波長を制御できる。これらの特長を利用して、近赤外波長帯において広帯域な波長可変レーザを実現し、波長掃引型OCT（SS-OCT）光源とすることで、OCT画像の高分解能と高画像深度を両立させることが狙いである。
これまでに、成長条件を最適化することで生体透過性の高い波長（1～1.1 um）帯で広帯域な発光および利得特性を示すよう制御されたQDを作製し、それらのQDを含有する光利得チップを外部共振器に導入することでQDベースの波長掃引レーザ光源(QD-SS)の開発に成功している。2021年度は、このQD-SSの利得特性および掃引レーザ特性を詳細に調べ、広帯域化、高強度化に向けた外部共振器の最適化などを行った。また、QD-SSを導入したOCTシステムを立ち上げ、制御系やデータ処理などのプログラム開発を行い、実用性の高いものに仕上げることができた。今後このシステムを使った画像取得と性能評価を実施し、研究目的達成に向け推進していく。
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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
研究開始当初は新型コロナウイルス感染拡大による緊急事態宣言の影響で、実験や出張が困難であったため進捗に遅れが生じたが、その後、2021年度末までにQD-SS作製やSS-OCTシステムの立ち上げは達成できており、当初計画に対しておおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までにQD-SS作製やSS-OCTシステムの立ち上げなど、重要な内容は実施できているので、今後は立ち上げたSS-OCTによるテストサンプル画像取得と性能評価を進め、OCTシステムとしての有用性の評価を行っていく予定である。
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