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超高密度3次元光メモリの実現に向けた多層化コリニアホログラフィックメモリの研究

研究課題

研究課題/領域番号 13J01808
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関北海道大学

研究代表者

渋川 敦史  北海道大学, 情報科学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2013年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードホログラフィックメモリ / 多層記録 / ページ間クロストーク / デジタル位相共役 / 光複素振幅 / 蛍光イメージング
研究実績の概要

本研究の最終目的は,次世代光メモリとして期待されるホログラフィックメモリ(HDS)の記録密度を飛躍的に向上させることにある.昨年度,高度なデジタル処理と光学処理を融合させたデジタル画像拡散技術を新たに提案し,ホログラフィックメモリのノイズを約1/10に低減することに成功している.これを踏まえ,本年度の目的は,デジタル画像拡散技術において必要な光複素振幅技術の精度向上を通して,ホログラフィックメモリの記録密度向上に寄与することとした.そこで,二つの空間光位相変調器(SLM)を並列に配置することで高解像かつ高光利用効率を可能にする光複素振幅生成手法を開発した.本手法は,二つのSLMによって変調された空間位相をビームスプリッターを通して光学的に重ね合わせることで,任意の複素振幅を生成可能にする.従来の一つの空間光位相変調器を用いる手法と比べ,解像度の点で約16倍,光利用効率の点で約2倍の性能向上が可能であることを実験および数値シミュレーションによって明らかにしている.また,同手法を通して,デジタル位相共役光の忠実度を約50%向上させることに実験的に成功した.デジタル位相共役光の生成技術は,ホログラフィックメモリにおけるノイズ低減だけでなく,生体イメージング等の幅広い分野への応用が可能である.本研究の成果は,国際学術雑誌Optics Expressおよび国際会議EOSAMにおいて発表されている.
昨年12月からは特別研究員対象の日本スイス若手研究者交流事業によりスイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)へ留学し,デジタル位相共役光の生成技術を蛍光イメージングおよび光音響イメージングへ応用する研究を行っている.

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Optical tomography using a random diffuser and digital phase conjugation2015

    • 著者名/発表者名
      Yuta Goto, Atsushi Okamoto, Atsushi Shibukawa, Akihisa Tomita, Kunihiro Sato
    • 雑誌名

      SPIE Proceedings

      巻: 9319 ページ: 93191L-93191L

    • DOI

      10.1117/12.2078765

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] Experiment on three-dimensional display using spatial cross modulation method2015

    • 著者名/発表者名
      Yuta Kan, Atsushi Okamoto, Akihisa Tomita, Atsushi Shibukawa, Hisatoshi Funakoshi
    • 雑誌名

      SPIE Proceedings

      巻: 9386 ページ: 93860Y-93860Y

    • DOI

      10.1117/12.2180025

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] Digital phase conjugate mirror by parallel arrangement of two phase-only spatial light modulators2014

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Shibukawa, Atsushi Okamoto, Yuta Goto, Satoshi Honma, and Akihisa Tomita
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 22 号: 10 ページ: 11918-11929

    • DOI

      10.1364/oe.22.011918

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Spatial cross modulation method using a random diffuser and phase-only spatial light modulator for constructing arbitrary complex fields2014

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Shibukawa, Atsushi Okamoto, Masanori Takabayashi, and Akihisa Tomita
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 22 号: 4 ページ: 3968-3982

    • DOI

      10.1364/oe.22.003968

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Digital Image Diffusion Technique for Suppressing Interpage Crosstalk in Holographic Data Storage2013

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Shibukawa, Atsushi Okamoto, Yuta Wakayama, Akihisa Tomita, Hisatoshi Funakoshi, and Kunihiro Sato
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 52 号: 9S2 ページ: 09LD03-09LD03

    • DOI

      10.7567/jjap.52.09ld03

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Double-Referential Holography and Spatial Quadrature Amplitude Modulation2013

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Zukeran, Atsushi Okamoto, Masanori Takabayashi, Atsushi Shibukawa, Kunihiro Sato, and Akihisa Tomita
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 52 号: 9S2 ページ: 09LD13-09LD13

    • DOI

      10.7567/jjap.52.09ld13

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 仮想位相共役技術を用いた光断層イメージングの特性解析2015

    • 著者名/発表者名
      後藤優太,岡本淳,渋川敦史,富田章久
    • 学会等名
      マルチメディアストレージ研究会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス
    • 年月日
      2015-02-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 空間スペクトル拡散光のデジタル位相共役再生を用いた光断層撮影の基礎実験2014

    • 著者名/発表者名
      後藤優太,岡本淳,渋川敦史,富田章久
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2014
    • 発表場所
      筑波大学東京キャンパス 文京校舎
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 3次元表示に向けたデュアルフェイズモジュレーション法2014

    • 著者名/発表者名
      清水祥平,岡本淳,渋川敦史,菅悠太,富田章久
    • 学会等名
      平成26年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • 発表場所
      北海道科学大学
    • 年月日
      2014-10-25 – 2014-10-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ホログラフィックメモリの高密度化に向けた デュアルフェイズモジュレーション法による空間直交振幅変調信号の生成2014

    • 著者名/発表者名
      王禹,岡本淳,渋川敦史,富田章久
    • 学会等名
      平成26年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • 発表場所
      北海道科学大学
    • 年月日
      2014-10-25 – 2014-10-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 空間スペクトル拡散光のデジタル位相共役再生を用いた 光断層撮影技術による特定層情報の抽出2014

    • 著者名/発表者名
      後藤優太,岡本淳,渋川敦史,富田章久
    • 学会等名
      平成26年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • 発表場所
      北海道科学大学
    • 年月日
      2014-10-25 – 2014-10-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 3次元表示に向けた空間クロスモジュレーション法2014

    • 著者名/発表者名
      菅悠太, 岡本淳, 渋川敦史, 富田章久, 舟越久敏
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Improvement of fidelity in digital phase conjugation by parallel alignment of two phase-only spatial light modulators2014

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Shibukawa, Atsushi Okamoto, YutaGoto, AkihisaTomita, and KunihiroSato
    • 学会等名
      European Optical Society Annual Meeting 2014
    • 発表場所
      City of Science, Technology and Media (Germany, Berlin)
    • 年月日
      2014-09-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Progressive Hologram Recording and Reconstruction Using Complex Amplitude Generation and Detection Technologies2013

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Shibukawa
    • 学会等名
      International Symposium on Optical Memory 2013
    • 発表場所
      延世大学(韓国, 仁川)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Generation of Optical Full-Complex-Amplitude Signals by Real-Space Representation Using Random Diffuser2013

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Shibukawa
    • 学会等名
      International Symposium on Optical Memory 2013
    • 発表場所
      延世大学(韓国, 仁川)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Holographic Modulation Method for Producing Collinear Patterns with Multi-Valued Phase and Intensity Using a Single Spatial Light Modulator2013

    • 著者名/発表者名
      Yu Wang
    • 学会等名
      International Symposium on Optical Memory 2013
    • 発表場所
      延世大学(韓国, 仁川)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ランダムディユーザを用いた空間クロスモジュレーションによる光複素振幅生成技術の提案とその応用2013

    • 著者名/発表者名
      渋川敦史
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2013
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良県奈良市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 光複素振幅生成のための空間位相変調器の並列配置によるデュアルフェイズモジュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      渋川敦史
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2013
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈艮県奈良市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 空間スペクトル拡散光のデジタル位相共役再生を用いた光断層撮影技術2013

    • 著者名/発表者名
      後藤優太
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2013
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈艮県奈艮市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 拡散画像のデジタル位相共役再生技術を用いたノイズ低減2013

    • 著者名/発表者名
      渋川敦史
    • 学会等名
      平成25年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • 発表場所
      室蘭工業大学(北海道室蘭市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 空間スペクトル拡散光のデジタル位相共役再生による光断層撮影技術2013

    • 著者名/発表者名
      後藤優太
    • 学会等名
      平成25年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • 発表場所
      室蘭工業大学(北海道室蘭市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [産業財産権] 複素振幅画像再生装置および複素振幅画像再生方法、ならびに、散乱位相画像生成装置および散乱位相画像生成方法2013

    • 発明者名
      岡本淳, 渋川敦史, 若山雄太
    • 権利者名
      北海道大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2013-08-15
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [産業財産権] 複素振幅像生成装置および複素振幅像生成方法2013

    • 発明者名
      岡本淳, 渋川敦史, 後藤優太
    • 権利者名
      北海道大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2013-11-11
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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