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シングルショットTHz波ハイパースペクトルイメージング

研究課題

研究課題/領域番号 17K19080
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 応用物理工学およびその関連分野
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

神成 文彦  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40204804)

研究協力者 鈴木 敬和  
山口 勇輝  
根本 寛史  
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワードテラヘルツ波 / フェムト秒レーザー / 電気光学サンプリング / 超高速バーストイメージング / ハイパースペクトルイメージング / 電気光学効果サンプリング / THz電磁波 / スペクトラルイメージング / 超高速イメージング / EOサンプリング / テラヘルツ / 分光イメージング / バーストイメージング / 超高速撮像
研究成果の概要

近赤外帯域のフェムト秒レーザパルス用に開発した高速撮像法であるSF-STAMP法を、テラヘルツ波長での2次元イメージングが可能なEOサンプリングと組み合わせることで、単一ショットのテラヘルツ波域バーストイメージング法を実現した。
フェムト秒レーザパルス(中心波長800nm,パルス幅50fs)を用いて発生させたテラヘルツパルスを使い、計測試料の像をEO結晶上に結像させた.GaAsウェハ試料にフェムト秒レーザ光を斜入射することで,空間的にフォトキャリア生成開始時間の差を生じさせ,テラヘルツ波吸収が起きている範囲が時間とともに掃引される様子を撮影することで超高速イメージングの原理実証を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

テラヘルツ波帯には多くの分子振動回転遷移が存在し、とくに糖やアミノ酸など比較的低分子の微小結晶粉末はテラヘルツ帯に固有の吸収が観測されるため非破壊検査などの応用が期待されている。しかし、異なる波長のマルチスペクトルイメージを計測するためには、遅延時間を走査したポンプープローブ計測をさらに2次元面内で空間走査して計測するのが一般的で非常に計測時間を要する。瞬時にマルチスペクトルイメージを撮像できる手法があれば、そのような応用には極めて重宝する。
周波数チャープしたテラヘルツ波をプローブパルスとして用いることで単一ショットのマルチスペクトルイメージを取得できる新手法を開発する。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Massachusetts Institute Technology(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] SF-STAMPを用いたテラヘルツ領域 シングルショット2次元超高速バーストイメージング2019

    • 著者名/発表者名
      山口勇輝,鈴木敬和,根本寛史,高澤一輝,松下一輝,神成文彦
    • 学会等名
      レーザー学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] SF-STAMPを用いた超高速シングルショットテラヘルツイメージング2019

    • 著者名/発表者名
      高澤 一輝、鈴木 敬和、山口 勇輝、根本 寛史、北原 英明、谷 正彦、松浦 裕司、神成 文彦
    • 学会等名
      日本応用物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Single-shot 2-D burst ultrafast THz imaging utilizing SF-STAMP2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Takasawa, Yuki Yamaguchi, Hirofumi Nemoto, Takakazu Suzuki, Masahiko Tani, Hideaki Kitahara, Dmitry S. Bulgarevich, Fumihiko Kannari
    • 学会等名
      CLEO Europe 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Single-shot ultrafast burst imaging by spectrally sweeping pulse train with 100-ps interval2018

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Nemoto, Takakazu Suzuki, Yuki Yamaguchi, Fumihiko Kannari
    • 学会等名
      CLEO Pacific Rim 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 異波長パルス列を用いたサブナノ秒間隔でのバーストイメージング2018

    • 著者名/発表者名
      根本寛史、鈴木敬和、山口勇輝、肥田遼平、神成文彦
    • 学会等名
      第65回応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 慶應義塾大学神成研究室ホームページ

    • URL

      http://www.kami.elec.keio.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 慶應義塾大学理工学部電子工学科神成研究室ホームページ

    • URL

      http://www.kami.elec.keio.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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