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RF制御による光周波数コムを利用した3次元顕微鏡の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18360164
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関東京農工大学

研究代表者

黒川 隆志  東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 教授 (40302913)

研究分担者 塩田 達俊  東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 助教 (10376858)
武田 光夫  電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (00114926)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
16,610千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 1,710千円)
2007年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2006年度: 9,200千円 (直接経費: 9,200千円)
キーワードセンシング / 光計測 / 光コム / スーパーコンティニュウム光 / 干渉計 / トモグラフィ
研究概要

(1)コム発生系の広帯域化と深さ分解能の改善
コム発生器の後段に試作した等価フィルタと光増幅器を設置し、コムのスペクトル帯域が約3倍広帯域化した。これを光源として光干渉計へ適用した結果、適用前に100μmだった深さ分解能は、40μm以下に改善された。次に、非共振器型周波数コム発生器とパルスシンセサイザによりジッターとチャープの少ない種パルスを生成し、これを高非線形分散シフトファイバに導入して、コム間隔の可変化と広帯域化が可能なスーパーコンティニュウム光発生を言った。2kmのときにはピークパワー5.5Wのときに今回の最大帯域幅60nmまで拡大された。また200MHzの掃引コム間隔周波数が可能であった。これにより、深さ分解能は、30μmまで改善された。
(2)空間光学干渉計の設計と構築
1次元イメージセンサを用いた空間光学干渉計の設計と製作を行った。シリドリンカルレンズと対物レンズを導入することにより、顕微鏡干渉光学系を構成した。横(水平)方向空間分解能は8μmとなり、光コヒーレンストモグラフィへ応用できることを確認した。
(3)3次元顕微鏡の基本動作の確認
コム間隔周波数の掃引、イメージセンサの制御とデータ取得を一括してコンピュータ制御する系を構築して、3次元顕微鏡の基本動作を確認した。コム間隔周波数は25GHzを中心に10MHz掃引することで、約1mmの深さを観察することができた。3次元画像の取得時間約1分の性能を確認した。基本的な3次元画像として10円玉表面の凹凸形状を計測して"十"文字を深さ分解能40μm以下、水平方向分解能8μm程度で鮮明な画像が得られることを示した。また、ガラス膜の膜厚測定も精度数ミクロンでおこなえることを確認し、トモグラフィへの応用も可能なことを確認した。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2008 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (25件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] 1 MHz-resolution spectroscopy based on light frequency sweeping using a single-sideband optical modulator2007

    • 著者名/発表者名
      T. Shioda, T. Yamamoto, T. Sugimoto, Y. Tanaka, K. Higuma, and T. Kurokawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 46

      ページ: 3626-3629

    • NAID

      40015421762

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Frequency-comb-based Interference Microscope with a Line-type Image Sensor2007

    • 著者名/発表者名
      S. Choi, T. Shioda, Y. Tanaka, and T. Kurokawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 46

      ページ: 6842-6847

    • NAID

      40015642889

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of Faraday rotator reflector and Faraday rotator transmitter to prorilometry and tomography2007

    • 著者名/発表者名
      T. Shioda, D. Moteki, S. Choi, Y. Tanaka and T. Kurokawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 46

      ページ: 6848-6852

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 1 MHz-resolution spectroscopy based on light frequency sweeping using a single-sideband optical modulator2007

    • 著者名/発表者名
      T., Shioda, T., Yamamoto, T., Sugimoto, Y., Tanaka, K., Higuma, T., Kurokawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 46 6A)

      ページ: 3626-3629

    • NAID

      40015421762

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Frequency-comb-based Interference Microscope with a Line-type Image Sensor2007

    • 著者名/発表者名
      S., Choi, T., Shioda, Y., Tanaka, T., Kurokawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 46 10A)

      ページ: 6842-6847

    • NAID

      40015642889

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Application of Faraday rotator reflector and Faraday rotator transmitter to prorilometry and tomography2007

    • 著者名/発表者名
      T., Shioda, D., Moteki, S., Choi, Y., Tanaka, T., Kurokawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 46 10A)

      ページ: 6848-6852

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Polarization fluctuation suppression and sensitivity enhancement of an optical correlation sensing system2007

    • 著者名/発表者名
      H. Song, T. Suzuki, T. Fujimura, K. Nonaka, T. Shioda and T. Kurokawa
    • 雑誌名

      Measurement Science and Technology 18

      ページ: 3230-3234

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 光周波数コムとリニア・イメージセンサを用いた3次元計測2007

    • 著者名/発表者名
      崔 森悦
    • 雑誌名

      第54回応用物理学関係連合講演会 28p-S-14

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Frequency-comb-based interferometer for profilometry and tomography2006

    • 著者名/発表者名
      S. Choi, M. Yamamoto, D Moteki, T. Shioda, Y. Tanaka, and T. Kurokawa
    • 雑誌名

      Optics Letters 31

      ページ: 1976-1978

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Frequency-comb-based interferometer for profilometry and tomography2006

    • 著者名/発表者名
      S., Choi, M., Yamamoto, D., Moteki, T., Shioda, Y., Tanaka, T. Kurokawa
    • 雑誌名

      Optics Letters 31 13)

      ページ: 1976-1978

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Interferometer for profilometry and tomography using waveguide-type frequency comb generator2006

    • 著者名/発表者名
      S.Choi
    • 雑誌名

      CLEO/QELS2006, CMY7

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Frequency-comb-based interferometer for profilometry and tomography2006

    • 著者名/発表者名
      S.Choi
    • 雑誌名

      Optics Letters Vol.31・No.13

      ページ: 1976-1978

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Frequency Comb-based Interferometry Using a Line-type Image Sensor2006

    • 著者名/発表者名
      S.Choi
    • 雑誌名

      12th Microoptics Conference H-3

      ページ: 214-215

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of Fraday Rotator Elements in Fiber-optic Interferometer2006

    • 著者名/発表者名
      D.Moteki
    • 雑誌名

      12th Microoptics Conference P-19

      ページ: 146-147

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 光周波数コム光源を用いた形状計測と膜厚測定2006

    • 著者名/発表者名
      崔 森悦
    • 雑誌名

      第37回光波センシング技術研究会 LST37-6

      ページ: 41-46

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 周波数コムとライセンサを用いた形状計測2006

    • 著者名/発表者名
      崔 森悦
    • 雑誌名

      21世紀COEプログラム第3回合同シンポジウム P49

      ページ: 63-63

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] ファラデー回転素子による光ファイバ干渉計の計測精度の向上2006

    • 著者名/発表者名
      茂手木大輔
    • 雑誌名

      第37回光波センシング技術研究会 LST37-9

      ページ: 59-65

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 光パルスシンセサイザを用いたSCコム光の発生と干渉計測への応用2008

    • 著者名/発表者名
      田村、崔、塩田、田中、黒川
    • 学会等名
      第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      日大理工学部(千葉)
    • 年月日
      2008-03-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] supercontinuum frequency comb generation by optical pulse synthesizer and its application to interferometry2008

    • 著者名/発表者名
      N., Tamura, S., Choi, T., Shioda, Y., Tanaka, T., Kurokawa
    • 学会等名
      Annual Meeting of JSAP, 29a-ZB-16
    • 発表場所
      Chiba
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Frequency comb based interference microscope with a linetype image sensor2007

    • 著者名/発表者名
      S. Choi, T. Shioda, Y. Tanaka, T. Kurokawa
    • 学会等名
      OLEO-PR2007
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2007-08-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Frequency comb based interference microscope with a linetype image sensor2007

    • 著者名/発表者名
      S. Choi, T. Shioda, Y. Tanaka, and T. Kurokawa
    • 学会等名
      CLEO-PR2007
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2007-08-30
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] High-resolution spectroscopy using optical phase modulator and heterodyne-detection2007

    • 著者名/発表者名
      T. Shioda, T. Mori, T. Sugimoto, Y. Tanaka, T. Kurokawa
    • 学会等名
      CLEO-PR2007
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2007-08-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 光周波数コムとリニア・イメージセンサを用いた3次元計測2007

    • 著者名/発表者名
      崔、板垣、茂手木、塩田、田中、黒川
    • 学会等名
      第54回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 25 GHz繰り返しコム光の短光パルス整形によるスーパーコンティニウム光発生2007

    • 著者名/発表者名
      崔、河辺、塩田、田中、黒川
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会(OPJ2007)
    • 発表場所
      大阪
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 光周波数コムを用いた3次元顕微鏡(招待講演)2007

    • 著者名/発表者名
      崔、黒川
    • 学会等名
      計測自動制御学会中部支部光波応用技術研究会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Frequency comb based interference microscope with a linetype image sensor2007

    • 著者名/発表者名
      S., Choi, T., Shioda, Y., Tanaka, T., Kurokawa
    • 学会等名
      CLEO-PR2007, ThG1-5
    • 発表場所
      Seoul
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] High-resolution spectroscopy using optical phase modulator and heterodyne-detection2007

    • 著者名/発表者名
      T., Shioda, T., Mori, T., Sugimoto, Y., Tanaka, T., Kurokawa
    • 学会等名
      CLEO-PR2007, WG3-6
    • 発表場所
      Seoul
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 25 GHz supercontinuum frequency comb generation by optical pulse shaping2007

    • 著者名/発表者名
      S., Choi, R., Kobe, T., Shioda, Y., Tanaka, T., Kurokawa
    • 学会等名
      Optics Photonics Japan 2007 (OPJ2007), 26aD5
    • 発表場所
      Osaka
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 3D microscopy using optical frequency comb (Invited paper)2007

    • 著者名/発表者名
      S., Choi, T., Kurokawa
    • 学会等名
      The Society of Instrument and Control Engineers, Chubu Chapter
    • 発表場所
      Koha-oyo-gijutsu-kenkyukai Nagoya Univ.
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Interferometer for profilometry and tomography using waveguide-type frequency combgenerator2006

    • 著者名/発表者名
      S. Choi, D. Moteki, T. Sugimoto, T. Shioda, Y. Tanaka, and T. Kurokwa
    • 学会等名
      CLEO/QELS2006
    • 発表場所
      Long Beach
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Frequency Comb-based Interferometry Using a Line-type Image Sensor2006

    • 著者名/発表者名
      S. Choi, T. Sugimoto, D. Moteki, T. Shioda, Y. Tanaka, and T. Kurokawa,
    • 学会等名
      12th Microoptics Conference
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Effect of Fraday Rotator Elements in Fiber-optic Interferometer2006

    • 著者名/発表者名
      D. Moteki, T. Shioda, Y. Tanaka, and T. Kurokawa
    • 学会等名
      12th Microoptics Conference
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 光周波数コム光源を用いた形状計測と膜厚測定2006

    • 著者名/発表者名
      崔、杉本、茂手木、塩田、田中、黒川
    • 学会等名
      第37回光波センシング技術研究会
    • 発表場所
      東京
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] ファラデー回転素子による光ファイバ干渉計の計測精度の向上2006

    • 著者名/発表者名
      茂手木、塩田、田中、黒川
    • 学会等名
      第37回光波センシング技術研究会
    • 発表場所
      東京
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 周波数コムとライセンサを用いた形状計測2006

    • 著者名/発表者名
      崔、塩田、田中、黒川
    • 学会等名
      21世紀COEプログラム第3回合同シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Interferometer for profilometry and tomography using waveguide-type frequency comb generator2006

    • 著者名/発表者名
      S., Choi, D., Moteki, T., Sugimoto, T., Shioda, Y., Tanaka, and T., Kurokwa
    • 学会等名
      CLEO/QELS2006, CMY7
    • 発表場所
      Long Beach
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Frequency Comb-based Interferometry Using a Line-type Image Sensor2006

    • 著者名/発表者名
      S., Choi, T., Sugimoto, D., Moteki, T., Shioda, Y., Tanaka, T., Kurokawa
    • 学会等名
      12th Microoptics Conference, 2006, H-3
    • 発表場所
      Seoul
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Effect of fraday rotator elements in fiber-optic interferometer2006

    • 著者名/発表者名
      D., Moteki, T., Shioda, Y., Tanaka, T., Kurokawa
    • 学会等名
      12th Microoptics Conference, P-19
    • 発表場所
      Seoul
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Interferometry for profilometry and tomography using frequency comb generator2006

    • 著者名/発表者名
      S., Choi, T., Sugimoto, D., Moteki, T., Shioda, Y., Tanaka, T., Kurokawa
    • 学会等名
      37th meeting on lightwave sensing technology, LST37-6
    • 発表場所
      Tokyo
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Improvement of measurement accuracy by the use of Faraday rotator element in optical fiber interferometer2006

    • 著者名/発表者名
      D., Moteki, T., Shioda, Y., Tanaka, T., Kurokawa
    • 学会等名
      37th meeting on lightwave sensing technology, LST37-9
    • 発表場所
      Toky
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Optical metrology using frequency comb and line-type image sensor2006

    • 著者名/発表者名
      S., Choi, T., Shioda, Y., Tanaka, T., Kurokawa
    • 学会等名
      21 century COE program, 3rd joint symposium
    • 発表場所
      EUC
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Interferometry using a frequency comb generator and line-type image sensor2006

    • 著者名/発表者名
      S., Choi, Y., Itagaki, D., Moteki, T., Shioda, Y., Tanaka, T., Kurokawa
    • 学会等名
      Annual Meeting of JSAP, 28p-S-14
    • 発表場所
      Kanagawa
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 形状測定方法、形状測定装置および周波数コム光発生装置2005

    • 発明者名
      黒川隆志, 田中洋介, 塩田達俊
    • 権利者名
      東京農工大学
    • 出願年月日
      2005-08-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 外国

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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