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液晶の電気光学効果を利用した顕微鏡観察・計測システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K04928
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分29010:応用物性関連
研究機関秋田県立大学

研究代表者

能勢 敏明  秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (00180745)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード液晶 / 複屈折イメージング / 微分干渉イメージング / 微分干渉観察 / 複屈折 / DICプリズム / 電気光学効果 / 光計測
研究成果の概要

液晶の位相変調効果と偏光回転効果を利用した二つの顕微鏡観察・計測システムの開発を行った。第一は「複屈折画像観察・測定システム」であり、液晶セルを顕微鏡に組込んで位相シフト法を導入する事により高精度な複屈折画像観察を実現すると共に、45°の偏光回転を生じる液晶セルを更に組合わせて全方位の複屈折画像測定を実現した。第二は「微分干渉観察・計測システム」であり、90°TN液晶の横ずれ効果と偏光回転効果を組み合わせて、横ずれ量や背景の明るさが電子的に調整可能となる微分干渉顕微鏡を開発した。さらに、TN液晶のねじれ方向切替によって全方位の微分干渉画像を電子的に取得できる可能性を実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

学術的な意義としては、これまで注目されていなかったツイストネマッチク液晶セルの複屈折現象(二重像の形成)の理解と分子配向計算に基づく定量的な解析手法を確立した点が挙げられる。また、位相差を生じない45°の偏光回転素子が実現できる事も実験的に示された。これらの基礎検討に基づき、実際に市販の顕微鏡に液晶セルを組込む事により、電子的に調整可能な機能を持つ複屈折観察および微分干渉観察システムを実現した。これらの成果は、優れた電気光学材料としての液晶の可能性について、新たな応用分野の開拓に寄与するする社会的意義も大きい。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Characterization of Hydrogen-Bonded Liquid Crystal Materials in the Millimeter-Wave Region2021

    • 著者名/発表者名
      Nose Toshiaki、Ito Ryota、Honma Michinori
    • 雑誌名

      IEEE Microwave and Wireless Components Letters

      巻: 31 号: 5 ページ: 453-456

    • DOI

      10.1109/lmwc.2021.3062841

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved terahertz phase sensing by using liquid crystal phase shifter2020

    • 著者名/発表者名
      Rota Ito, Michinori Honma and Toshiaki Nose
    • 雑誌名

      Proceedings of the SPIE

      巻: 11303 ページ: 21-21

    • DOI

      10.1117/12.2543039

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 導波管型液晶ミリ波制御デバイスの磁場駆動特性2019

    • 著者名/発表者名
      能勢、猪野、真坂、伊藤、伊東、本間
    • 雑誌名

      秋田県立大学ウェブジャーナルB

      巻: 6 ページ: 96-100

    • NAID

      120006734015

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Potential of Liquid-Crystal Materials for Millimeter-Wave Application2018

    • 著者名/発表者名
      Nose Toshiaki、Ito Ryota、Honma Michinori
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 8 号: 12 ページ: 1-15

    • DOI

      10.3390/app8122544

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Distinct optical properties of hydrogen-bonded liquid crystal materials in millimeter-wave region2021

    • 著者名/発表者名
      T.Nose, R.Ito, and M.Honma
    • 学会等名
      Photonics West 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Simple differential interference contrast imaging system by using twisted nematic liquid crystal cells2020

    • 著者名/発表者名
      T.Nose, K.Okano, N.Fujita, J.Murata, H.Muraguchi, N.Ozaki, M.Honma, and R.Ito
    • 学会等名
      IDW 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 液晶における横ずれ効果と微分干渉観察応用の検討(Ⅱ)2020

    • 著者名/発表者名
      能勢、石坂、本間、伊東、岡野、藤田、村田、村口、尾崎
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Application of double refraction properties in liquid crystal cells to differential interferometry2019

    • 著者名/発表者名
      T.Nose, S.Ishizaka, K.Okano, N. Fujita, J.Murata, H.Muraguchi, N.Ozaki, M.Honma, and R.ito
    • 学会等名
      IMID2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 液晶セルにおける横ずれ特性と微分干渉観察応用の検討2019

    • 著者名/発表者名
      能勢、石坂、本間、伊東、岡野、藤田、村田、村口、尾崎
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会、9a-PA2-1
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 平板回路を用いた液晶ミリ波位相変調器における磁界印加の効果2019

    • 著者名/発表者名
      飯山、伊東、本間、真坂、伊藤、能勢
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会、9a-PA2-4
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Basic performance of rectangular waveguide type liquid crystal phase shifter driven by magnetic field2018

    • 著者名/発表者名
      T.Nose, T.Ito, R.Ito, and M.Honma
    • 学会等名
      IRMMW2018, Mo-POS-46
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structurally simplified LC millimeter-wave phase shifter based on microstrip line2018

    • 著者名/発表者名
      T.Nose, K.Iiyama, M.Masaka, K.Ito, R.Ito, and M.Honma
    • 学会等名
      IDW2018, LCT7-2
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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