2017 Fiscal Year Annual Research Report
Highly sensitive terahertz heterodyne CT and spectroscopic imaging
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25220606
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
川瀬 晃道 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (00296013)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
南出 泰亜 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, チームリーダー (10322687)
林 伸一郎 国立研究開発法人情報通信研究機構, テラヘルツ研究センターテラヘルツ連携研究室, 主任研究員 (70360188)
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| Project Period (FY) |
2013-05-31 – 2018-03-31
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| Keywords | テラヘルツ波 / 分光 / イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は、ダイナミックレンジ10桁を有する光注入型テラヘルツパラメトリック発生検出システムの開発に成功した。発生側と同じ光注入型テラヘルツパラメトリック発生器を検出側に配し、検出するテラヘルツ波を種光として用いてアイドラー光 (近赤外光)をLiNbO3結晶内で発生させ、それを近赤外検出器で観察する手法により、信号対雑音比10桁(100dB)という極めて高いダイナミックレンジを達成した。
テラヘルツ分光イメージングシステムに関して、is-TPGの赤外光検出器を高感度フォトディテクタに変更し、さらに角度位相整合条件を満たすべく、フォトディテクタを最適位置へとステージ制御することで、さらに高いダイナミックレンジを有するテラヘルツ分光イメージングシステムを構築した。これにより広い帯域においてダイナミックレンジ10桁を実現し、更なる厚手の遮蔽物越しでの試薬ターゲットの画像抽出を可能とした。
また、テラヘルツ波の多波長発振化およびCCDカメラを用いた近赤外光検出により、ワンパルスでのテラヘルツ分光を実現し、測定時間を大幅に短縮するとともに、分光イメージングの高速化に成功した。
テラヘルツ3D-CTシステムに関して、低周波化is-TPGの導入を図り、吸収係数の大きいターゲットの3D-CTを実現した。また、解像度を向上させるための光学系の再設計および画像処理プログラムの最適化を進めた。特に、テラヘルツ波用レンズ設計の見直し、サンプル通過後のテラヘルツ波の屈折を補正する機構、およびサンプルの輪郭を強調させる画像解析技術等を導入した。
テラヘルツ波検出の更なる高感度化および分光器としての広帯域化を図った。高感度化については光注入に無関係に、テラヘルツパラメトリック発生により生じる背景ノイズ光の除去が重要であり、空間フィルターの導入により1～2桁の高感度化を得た。
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| Research Progress Status |
平成29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 |
平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
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