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2022 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

Research Project

Project/Area Number 21K04920
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

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)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
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
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す。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法を実現するために,隣接する点光源に関する光波伝搬シミュレーションを行い,視野と分解能,共通光路条件を考察した。また,共通光路デジタルホログラフィの原理を,一定の条件下で適用可能となることを確認した。これにより隣接点光源型位相シフトデジタルホログラフィ法では,ビームスプリッタ等の光学素子を用いずにある一定の条件の下で,共通光路デジタルホログラフィックイメージングが可能であることを確認した。
(2) 隣接点光源型位相シフトデジタルホログラフィを実現するための光導波路に対する,設計指針を考察した。はじめに,光導波路を要素に分けて要素ごとにパラメータを変化させてシミュレーションを行い,MMIスプリッタや曲げ導波路などに関する波長依存性や損失に関して評価した。さらに,基礎評価用光導波路と評価用光学系を設計・試作し,直線導波路や曲げ導波路に関する波長依存性や損失について実験的に評価した。特に,生体内部イメージング応用に向けて,近赤外領域における光導波路の特性に関して考察した。これらのシミュレーションや基礎実験評価を元に,隣接点光源型位相シフトデジタルホログラフィを実現するための光導波路に関する設計指針を確認した。

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ため。

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。
・生体内部の3次元顕微イメージングに向けて,より生体に適用しやすい光導波路システムを設計指針を立てる。
・光導波路の超小型化に向けた設計とシミュレーション

Causes of Carryover

新型コロナウイルスなどの影響により旅費が必要なくなったため。

  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Functionally-integrated waveguide illuminator for common-path digital holographic microscopy through random media2023

    • Author(s)
      Iida Kohei、Hayashi Kenta、Faheem Maryam、Okamoto Katsunari、Takeda Mitsuo、Watanabe Eriko
    • Journal Title

      Optics Letters

      Volume: 48 Pages: 1

    • DOI

      10.1364/OL.488715

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 3D imaging through a highly heterogeneous double-composite random medium by common-path phase-shift digital holography2022

    • Author(s)
      Ohta Manami、Kodama Shutaro、Miyamoto Yoko、Osten Wolfgang、Takeda Mitsuo、Watanabe Eriko
    • Journal Title

      Optics Letters

      Volume: 47 Pages: 1170~1170

    • DOI

      10.1364/OL.451167

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 機能集積型光導波路照明素子に向けたSi3N4光導波路の設計と基礎評価2023

    • Author(s)
      仲間一貴, 菊地雄亮, 林健太, 岡本勝就, 一色秀夫, 渡邉恵理子
    • Organizer
      第17回関東学生研究論文講演会
  • [Presentation] 平面導波路型デジタルホログラフィック顕微鏡とその展開2023

    • Author(s)
      渡邉恵理子
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第43回年次大会
    • Invited
  • [Presentation] 機能集積型光導波路照明素子によるデジタルホログラフィックイメージング2023

    • Author(s)
      飯田 公平、林 健太、岡本 勝就、武田 光夫、渡邉 恵理子
    • Organizer
      第70回応用物理学会 春季学術講演会
  • [Presentation] Fast Phase-shift Control Method for a High-speed Planar Lightwave Circuit Digital Holographic Microscope2022

    • Author(s)
      Kenta Hayashi, Kazutaka Nakama, Hideaki Gomi, Katsunari Okamoto, Eriko Watanabe
    • Organizer
      The 13th International Conference on Optics-photonics Design & Fabrication
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Planar Lightwave Circuit Digital Holographic Microscope with a Visible Arrayed Waveguide Grating2022

    • Author(s)
      Hideaki Gomi, Yumi Murai, Kazutaka Nakama, Kenta Hayashi, Katsunari Okamoto and Eriko Watanabe
    • Organizer
      The 13th International Conference on Optics-photonics Design & Fabrication
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Planar lightwave circuit digital holographic microscope for 3-D imaging through random media2022

    • Author(s)
      Kohei Iida, Manami Ohta, Katsunari Okamoto, Mitsuo Takeda and Eriko Watanabe
    • Organizer
      The 13th International Conference on Optics-photonics Design & Fabrication
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ホログラフィーを用いた新しい3Dイメージング技術 ~深層学習や光導波路との融合による展開~2022

    • Author(s)
      渡邉恵理子
    • Organizer
      光とレーザーの科学技術フェア

URL: 

Published: 2023-12-25  

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