2014 Fiscal Year Annual Research Report
多波長量子ドット成長による超広帯域SLD光源開発と医療OCTへの応用
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25286052
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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, 准教授 (30344873)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉本 喜正 独立行政法人物質・材料研究機構, 先端フォトニクス材料ユニット, 主席研究員 (60415784)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 量子ドット / 分子線エピタキシー(MBE) / 結晶工学 / 近赤外広帯域光源 / 光コヒーレンストモグラフィー(OCT) |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、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)の高分解能、低ノイズ化に寄与する光源開発を目的とする。光源材料として、半導体ナノ結晶である自己組織化InAs量子ドット(QD)を用いることで、広帯域かつ近赤外波長領域で発光するInAs-QDの特長を活かした新規な光源の開発が期待される。我々はこれまでに様々なInAs-QDの発光波長制御技術の開発を行ってきており、この技術を活用して複数の中心波長を有する多波長QD群を融合させ、生体透過性の高い1～1.3um帯での広帯域光源の実用化を目指している。
平成26年度は、3年計画の2年目にあたり、1年目に達成した多波長QDベース電流注入型発光デバイス[JJAP vol.53, 04EG10(2014)]を、より実用的な光源とするべく光ファイバー結合モジュールに仕上げた。また、このモジュールを光源とする光ファイバーベースの干渉計を組み、干渉スペクトルからサンプル内の断層像を得るSpectral-domain (SD) 方式のOCTセットアップを自ら立ち上げた。立ち上げたSD-OCTシステムを用いて、カバーガラスなどの薄膜テストサンプルのOCT画像を取得し、本光源のOCT光源としての実用性を示すことに成功した[JJAP vol.54, 04DG07(2015)]。これらの成果により、提案光源の実用性が実証され、当初計画通りに提案光源開発が進捗していることが示された。また現在、上記OCTシステムを用いて、植物などの生体サンプルの断層画像取得を進めており、初期的なデータが得られている。今後は、この実験を進めることで、医療用OCT光源としての実用性を検証し、提案光源の優位性を示していく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究実績の概要で述べた通り、平成25年度までに多波長QDを含む電流注入型光源デバイスの試作は完了しており、平成26年度はその光源デバイスを、OCT光源として利用できることを示した。QDベース光源デバイスを光ファイバーと結合したモジュールに仕上げ、自ら立ち上げたSD-OCTシステムに導入し、さらにテストサンプルのOCT画像取得まで達成している。テストサンプルの画像取得データから、提案光源の実用性を示す結果が得られており、本研究目的達成のための計画が順調に推移しているといえる。また、当初計画では、多波長QD光源のOCTシステム導入および性能評価は、平成26年度終わりから平成27年度に予定しており、現在この計画を前倒しで進めていることから、当該自己点検評価をするに至った。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度までの成果を受け、平成27年度も当初計画どおり、提案光源の実用化に向けたプロセスを推進していく。基本方針として、本提案光源を医療用OCT光源に向けた実用的なデバイスとするために必要な改善点を検証すべく、現在取り組んでいる生体サンプルのOCT画像データ取得を進める。その結果から、本提案光源の可能性や優位性などを実証していく予定である。
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[Journal Article] Imaging of spectral-domain optical coherence tomography using a superluminescent diode based on InAs quantum dots emitting broadband spectrum with Gaussian-like shape2015
Author(s)
H. Shibata, N. Ozaki, T. Yasuda, S. Ohkouchi, N. Ikeda, H. Ohsato, E. Watanabe, Y. Sugimoto, K. Furuki, K. Miyaji, and R. A. Hogg
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Journal Title
Jpn. J. Appl. Phys.
Volume: 54
Pages: 04DG07 1-5
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Integration of Emission-Wavelength-Controlled InAs Quantum Dots for Ultrabroadband Near-infrared Light Source2014
Author(s)
Nobuhiko Ozaki, Koichi Takeuchi, Yuji Hino, Yohei Nakatani, Takuma Yasuda, Shunsuke Ohkouchi, Eiichiro Watanabe, Hirotaka Ohsato, Naoki Ikeda, Yoshimasa Sugimoto, Edmund Clarke, and Richard A. Hogg
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Journal Title
Nanomaterials and Nanotechnology
Volume: 4
Pages: 26 1-17
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Superluminescent Diode with Near-infrared Broadband Emission Using Self-assembled InAs Quantum Dots for Optical Coherence Tomography2015
Author(s)
N. Ozaki, T. Yasuda, H. Shibata, S. Ohkouchi, H. Ohsato, E. Watanabe, N. Ikeda, Y. Sugimoto, D. T. D. Childs, and R.A. Hogg
Organizer
The 18th European Molecular Beam Epitaxy Workshop
Place of Presentation
Canazei, Italy
Year and Date
2015-03-16
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[Presentation] Optical Coherence Tomography Imaging by Using a Superluminescent Diode Based on InAs/GaAs Quantum Dots2014
Author(s)
H. Shibata, T. Yasuda, S. Ohkouchi, N. Ikeda, H. Ohsato, E. Watanabe, Y. Sugimoto, K. Furuki, K. Miyaji, R.A. Hogg, and N. Ozaki
Organizer
The 2014 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2014)
Place of Presentation
Tsukuba, Japan
Year and Date
2014-09-10
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