Development of new reflective bioimaging technique based on the time-reversal principle of phase-conjugated light

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K20176
• Research Institution: Ishikawa National College of Technology
• Principal Investigator: 任田 崇吾 石川工業高等専門学校, 電子情報工学科, 助教 (50847382)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 位相共役光 / 時間反転 / 生体イメージング / 光散乱

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，より実用的な実験系として後方散乱光に対する位相共役光の生成を実現し，その散乱抑制効果を検討することを目的とする．これにより，位相共役光を利用した新たな生体イメージング手法の実現が期待される．該当年度の研究実績は以下の通りである．
1. 研究環境の構築：研究開始にあたり，研究に必要な実験装置の実施場所への移転を行った．さらに，位相共役光生成に必要なレーザ光源，CMOSカメラと空間光変調器（SLM）の動作確認と再調整および整備を行った．
2. ディジタル位相共役光生成のための光学系の構築：各装置の動作確認と再調整後，ディジタル位相共役光のための実験システムを構築した．本研究の実験システムは，散乱体からの出射光と参照光の干渉によるホログラムを記録する必要があるため，極めて精度の高い光学系の配置と調整を必要とする．本研究の特徴である，透過型と反射型の2種類のSLMによる強度変調と位相変調が同時に可能なディジタル位相共役光生成システムの調整を行った．今後は位相共役光生成実験を繰り返し，光学系の最適化を進める．
3. ディジタル位相共役光生成システムの最適化と改善：ディジタル位相共役光の生成には，CMOSカメラによるホログラムの記録と，位相共役ホログラムを基にSLMで位相変調を行う必要がある．そのために必要なプログラムを最適化することで処理時間の短縮と効率化を試みた．さらに，ホログラムのコントラストを反映させることで，位相共役光による散乱抑制効果の更なる向上を目指した．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新型コロナ感染拡大の影響により，当初2020年2月に予定していた実験装置の移転作業が半年以上延期された．そのため，当初の実験計画からは遅れが生じている．

Strategy for Future Research Activity

遅れは生じているが，実験実施の効率化により，挽回することが可能である．
新たな実験システムを構築し，後方散乱光に対する位相共役光生成を目指すことで本研究課題を推進する．

Causes of Carryover

実験装置の移転作業の遅れにより，当初予定していた実験が実施できず，試料作成費の一部が支出できていないため，繰り越しが生じた．繰り越した予算は，当初の予定を次年度にずらして実施する際に使用する計画である．