2021 Fiscal Year Research-status Report
隣接点光源型デジタルホログラフィーによる3次元内部顕微イメージング
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21K04920
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
渡邉 恵理子 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (20424765)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ホログラフィ / 位相シフトデジタルホログラフィ / 3次元イメージング / 光導波路 / 共通光路干渉 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，位相シフトデジタルホログラフィに隣接点光源を導入することで，新たな生体内部の3次元顕微イメージング法の実現を目指した。本年度は，本提案手法の原理確認として下記の項目を実施した。
(1)隣接点光源型位相シフトデジタルホログラフィに対する基礎的なシミュレータを構築した。まず，対象物体と強散乱層の間は厚い屈折率揺らぎ層があり，不均一な揺らぎ媒体を物体光と参照光が伝搬すると仮定した。ここで，サンプルを透過する物体光と参照光の2光波が，隣接した点光源である場合，出射された光波は厚みを持つ揺らぎ層において近しい光路を通り伝搬する。このとき，物体光と参照光が伝搬する光路において，2光波のなす角度が同軸干渉に近くなればなるほど，揺らぎ層の位相は干渉縞形成時に相殺されるために揺らぎ層の影響を低減することが期待できる。なお，物体光と参照光は，同軸干渉に近いため，位相シフトデジタルホログラフィによる再生によりゼロ次光を除去する。この原理に基づいた隣接点光源型位相シフトデジタルホログラフィ用シミュレータにより，厚い屈折率揺らぎ層の低減効果を確認した。
(2)定盤上にて，632.8 nmのレーザ光を利用して，ほぼ共通光路となる位相シフトデジタルホログラフィ光学系を構築し，揺らぎ層の影響の低減を確認した。
以上，本研究にて本提案手法である隣接点光源型位相シフトデジタルホログラフィの有用性をシミュレーションと実験により示した。
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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
申請時に計画していた実施事項を計画通りに実施できたこと，また，提案した隣接点光源型位相シフトデジタルホログラフィの原理確認実験により有効性を示すことに成功したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究は、位相シフトデジタルホログラフィに隣接点光源を導入することで、生体内部の3次元顕微イメージング手法の実現を目指している。この目的を達成するために，下記の項目を実施していく。
・隣接点光源型位相シフトデジタルホログラフィ法に対し，より詳細な設計やシミュレーションと実験により，適用範囲を明確化する。
・隣接点光源型位相シフトデジタルホログラフィ法を光導波路で実装するための基礎導波路を設計し，実験で評価する。
・生体内部の3次元顕微イメージングに向けて，近赤外光源を用いて光導波路実装するための導波路を設計し評価する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症等による影響により資材の入手が困難となり,特注品の納品が遅れたため。
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