2015 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 国立研究開発法人物質・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) / 近赤外広帯域光源 / スーパールミネッセントダイオード(SLD) / 光コヒーレンストモグラフィー(OCT) |
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| Outline of Annual Research Achievements |
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し、半導体ナノ結晶材料である自己組織化InAs量子ドット(QD)を用いて近赤外広帯域光源の開発を行った。GaAs基板上に自己組織的に成長するInAs-QDは、近赤外波長領域(1.2～1.3 um)においてサイズ分布により広帯域な発光を示すことが知られる。我々はこのInAs-QD群からの広帯域な発光中心波長を制御する技術を開発してきており、この技術を活用して、複数の中心波長を有するQD群を融合し、生体透過性の高い1～1.3 um帯での超広帯域な電流注入型光源デバイス（SLD光源）の開発に成功した。平成27年度は、計画最終年度にあたり、InAs-QDベースSLD光源(QD-SLD)のデバイス設計改良による更なる高帯域化と、OCT導入による分解能向上の実証に成功した[J. Appl. Phys. 119, 083107 (2016)]。具体的には、QD-SLDに対し分割電極を導入することでQDの高次準位間発光を誘起してさらなる広帯域化を実現し、利得特性評価によって160nm以上の利得帯域を確認した。このQD-SLDを、我々が自ら立ち上げたSpectral-domain (SD) 方式のOCTに導入し、テストサンプルのOCT画像取得および光軸分解能評価を行った結果、分解能4um以下が得られ、平成26年度までに得られた分解能(約8um)をさらに2倍近く向上させることに成功した。これらの成果により、当初計画通りに多波長QDを用いた超広帯域光源の開発に成功し、この光源をOCTに導入することで既存光源よりも高分解能かつ低ノイズな断層画像取得が可能であることを実証するに至った。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Superluminescent diode with a broadband gain based on self-assembled InAs quantum dots and segmented contacts for an optical coherence tomography light source2016
Author(s)
Nobuhiko Ozaki, David T. D. Childs, Jayanta Sarma, Timothy S. Roberts, Takuma Yasuda, Hiroshi Shibata, Hirotaka Ohsato, Eiichiro Watanabe, Naoki Ikeda, Yoshimasa Sugimoto, and Richard A. Hogg
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Journal Title
J. Appl. Phys.
Volume: 119
Pages: 083107 1-7
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Optical coherence tomography using a low-coherence light source based on emission-wavelength-controlled self-assembled InAs quantum dots2015
Author(s)
Nobuhiko Ozaki, Hiroshi Shibata, Takuma Yasuda, Hirotaka Ohosato, Eiichiro Watanabe, Naoki Ikeda, Yoshimasa Sugimoto, Kenji Furuki, Kunio Miyaji, Shunsuke Ohkouchi, Richard A. Hogg
Organizer
5th Int. Workshop on Epitaxial Growth and Fundamental Properties of Semiconductor Nanostructures
Place of Presentation
Hsinchu, Taiwan
Year and Date
2015-09-09
Int'l Joint Research / Invited
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