2022 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, 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)への応用を目指した。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深く浸透する近赤外波長帯にあり、さらに成長条件によって発光中心波長を様々に制御できる。これらの特長を利用すれば、近赤外で広帯域な波長可変レーザが実現されるため、波長掃引型OCT（SS-OCT）光源に応用すれば、OCT画像の高分解能と高画像深度の両立が期待できる。
これまでの研究成果として、まず、GaAs基板上に複数のQD層を成長し、その成長条件を最適化することで、生体透過性の高い波長（1～1.1um）帯で広帯域な発光および利得特性を示す積層QD利得チップを作製した。この積層QDによる光利得チップを外部共振器に導入したQDベースの波長掃引レーザ光源(QD-SS)の開発に成功した。次に、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を行い、QD-SSを導入したSS-OCTシステムを独自に立ち上げた。そして、このOCTシステムを使ったOCT画像取得にも成功した。これらの結果から、発光波長制御された積層QDを利得媒体とする近赤外波長掃引光源の開発と、実用的なSS-OCT光源としての応用の可能性を示すことができた。
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| Research Progress Status |
令和4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 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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