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動的位相同期制御による局在光場を用いた次世代微細機能構造のナノ欠陥超解像計測

研究課題

研究課題/領域番号 19H02036
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分18020:加工学および生産工学関連
研究機関東京大学

研究代表者

高橋 哲  東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (30283724)

研究分担者 門屋 祥太郎  東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教 (60880234)
道畑 正岐  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (70588855)
西川 正俊  法政大学, 生命科学部, 准教授 (30444516)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2019年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
キーワード超解像 / ナノ計測 / 微細機能構造 / コヒーレント結像
研究開始時の研究の概要

本申請研究は,バイオ分野で発展著しい螢光超解像技術をベースにして,原理的に螢光修飾が不要で製造現場適用が可能な新しい光学的超解像計測評価技術の実現を目指す.具体的には,実用性の高い超解像法として確立されてきた構造照明螢光顕微法(SIM)に着目し,位相同期を行った参照光波と融合することで,コヒーレント結像下においても超解像観察機能を発現可能な次世代微細機能構造の超解像欠陥計測技術の開発を目指す.

研究成果の概要

従来,実用性の高い超解像法として開発されてきた構造照明螢光顕微法(SIM)に着目し,位相同期を行った参照光波と融合することで,コヒーレント結像下においても超解像観察機能を発現可能な次世代微細機能構造の超解像欠陥計測技術の確立を目指した.結果,振幅一定で位相のみが周期的に変動する次世代光学デバイスの微細欠陥検出が可能な手法を実現することができた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

研究成果により,VRゴーグル内の光学系に代表される,微細位相変調を活用する次世代光学デバイスの直接検査・評価が可能になる.これにより,スマホに匹敵するとされる,新しい技術デバイスの社会実装に大きく貢献することが期待される.

報告書

(4件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 11件、 招待講演 3件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Theoretical analysis on coherent optical super-resolution method for inspection of functional micro-structured surfaces with complex-amplitude-response distribution2023

    • 著者名/発表者名
      Kume Hiromasa、Michihata Masaki、Takahashi Satoru
    • 雑誌名

      Precision Engineering

      巻: 80 ページ: 138-159

    • DOI

      10.1016/j.precisioneng.2022.11.011

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The FDTD analysis for dark field in-process depth measurements of fine microgrooves2021

    • 著者名/発表者名
      Guan Yizhao、Kadoya Shotaro、Michihata Masaki、Takahashi Satoru
    • 雑誌名

      Measurement: Sensors

      巻: 18 ページ: 100257-100257

    • DOI

      10.1016/j.measen.2021.100257

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The FDTD Analysis of Near-Field Response for Microgroove Structure With Standing Wave Illumination for the Realization of Coherent Structured Illumination Microscopy2021

    • 著者名/発表者名
      Guan Yizhao、Kume Hiromasa、Kadoya Shotaro、Michihata Masaki、Takahashi Satoru
    • 雑誌名

      Journal of Manufacturing Science and Engineering

      巻: 144 号: 3

    • DOI

      10.1115/1.4051827

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical analysis on high resolution optical measurement method with long working distance objective for in-line inspection of micro-structured surface2021

    • 著者名/発表者名
      Kume Hiromasa、Michihata Masaki、Takamasu Kiyoshi、Takahashi Satoru
    • 雑誌名

      Precision Engineering

      巻: 67 ページ: 232-247

    • DOI

      10.1016/j.precisioneng.2020.09.012

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Advanced generation of functional dual-periodic microstructured surface based on optical in-process measurement2020

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Satoru、Masui Shuzo、Michihata Masaki、Takamasu Kiyoshi
    • 雑誌名

      CIRP Annals

      巻: 69 号: 1 ページ: 477-480

    • DOI

      10.1016/j.cirp.2020.04.076

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] PROPOSAL AND FUNDAMENTAL VERIFICATION OF OPTICAL DEPTH MEASUREMENT FOR PERIODIC FINE STRUCTURES2022

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Kadoya, Yizhao Guan,Shiwei Ye, Yosho Kanda, Masaki Michihata, Satoru Takahashi
    • 学会等名
      the 2022 International Symposium on Flexible Automation, ISFA2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical Depth Measurement for Microgrooves: A Self-interferometry Method based on Near-field Polarization Analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Guan. S.Masui, S. Kadoya, M. Michihata and S. Takahashi
    • 学会等名
      Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology (ASPEN 2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Near-field Phase Analysis of Periodic Microgroove Structure for Metasurface Design based on FDTD Simulation2022

    • 著者名/発表者名
      管一兆,増井周造,門屋祥太郎,道畑正岐,高橋哲,岩見健太郎,稲秀樹
    • 学会等名
      2022年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 微細構造基板を利用した超解像イメージングに関する研究(第6報)-機械学習による画像再構成における最適教師データの検討-2022

    • 著者名/発表者名
      門屋祥太郎,市川廉,増井周造,西川正俊,道畑正岐,高橋哲
    • 学会等名
      2022年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] コヒーレント結像型構造照明顕微法における機械学習を用いた画像再構成の基礎的検討2022

    • 著者名/発表者名
      友藤康司,門屋祥太郎,道畑正岐,高橋哲
    • 学会等名
      2022年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] The FDTD analysis for diffraction limited microgroove structure with standing wave illumination for the realization of coherent structured illumination microscopy2021

    • 著者名/発表者名
      Yizhao Guan, Masahiro Kume, Shotaro Kadoya, Masaki Michihata, Satoru Takahashi
    • 学会等名
      Optics and Photonics International Congress 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The FDTD analysis of near-field response for microgroove structure with standing wave illumination for the realization of coherent structured illumination microscopy2021

    • 著者名/発表者名
      Yizhao Guan, Masahiro Kume, Shotaro Kadoya, Masaki Michihata, Satoru Takahashi
    • 学会等名
      ASME 2021 16th International Manufacturing Science and Engineering Conference 60409
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The FDTD analysis for dark field in-process depth measurements of fine microgrooves2021

    • 著者名/発表者名
      Yizho Guan, Shotaro Kadoya, Masaki Michihata, Satoru Takahashi
    • 学会等名
      XXIII World Congress of the International Measurement Confederation
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Challenge of nano optical technology beyond the diffraction limit for nano/micro manufacturing2021

    • 著者名/発表者名
      S. Takahashi
    • 学会等名
      The 7th International Conference on Nanomanufacturing
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 微細構造基板を利用した超解像イメージングに関する研究(第5報) ―アノード酸化Al基板による構造照明特性の解析―2021

    • 著者名/発表者名
      市川廉,増井周造,久米大将,西川正俊,門屋祥太郎,道畑正岐,高橋哲
    • 学会等名
      2021 年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 回折限界以下の微細溝の光学的非破壊深さ計測2021

    • 著者名/発表者名
      高橋哲
    • 学会等名
      第 31 回三次元工学シンポジウム「三次元工学の新潮流」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 微細構造基板を利用した超解像イメージングに関する研究(第4報) ーディープラーニングによる再構成能力の評価ー2021

    • 著者名/発表者名
      市川 廉, 増井 周造, 久米 大将, 西川 正俊, 門屋 祥太郎, 道畑 正岐, 高橋 哲
    • 学会等名
      2021年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 定在波照明における微細開口の近接場光応答解析(第2報)The FDTD analysis of near-field response for microgroove structure with standing wave illumination ーThe relationship of microgroove depth and near-field phase responseー2021

    • 著者名/発表者名
      管 一兆, 久米 大将, 門屋 祥太郎, 道畑 正岐, 高橋 哲
    • 学会等名
      2021年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Spatial-frequency-based evaluation of image reconstruction by structured-illumination microscopy with deep learning2020

    • 著者名/発表者名
      Ren Ichikawa, Hiromasa Kume, Masatoshi Nishikawa, Shotaro Kadoya, Masaki Michihata, Kiyoshi Takamasu, Satoru Takahashi
    • 学会等名
      18th International Conference on Precision Engineering
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on non-destructive optical depth measurement of periodic micro-structured surfaces beyond diffraction limit2020

    • 著者名/発表者名
      Yosho Kanda, Hiromasa Kume, Shotaro Kadoya, Masaki Michihata, Kiyoshi Takamasu, Satoru Takahashi
    • 学会等名
      18th International Conference on Precision Engineering
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] コヒーレント結像型SIM実現を目指した微細構造表面のFDTD光学応答解析2020

    • 著者名/発表者名
      管 一兆, 久米 大将, 門屋 祥太郎, 道畑 正岐, 高橋 哲
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会 Optics & Photonics Japan 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 微細構造基盤を利用した超解像イメージングに関する研究(第3報) ーディープラーニングによる再構成結果の空間周波数領域における評価ー2020

    • 著者名/発表者名
      市川 廉, 久米 大将, 西川 正俊, 門屋 祥太郎, 道畑 正岐, 髙橋 哲
    • 学会等名
      2020年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 回折限界を超えた表面微細周期構造の光学式非破壊深さ計測手法2020

    • 著者名/発表者名
      神田 曜昭, 久米 大将, 門屋 祥太郎, 道畑 正岐, 高橋 哲
    • 学会等名
      第45回光学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Nano Optical Measurement for Next-Generation Nano/Micro Manufacturing based on Localized Light Energy Control2020

    • 著者名/発表者名
      Satoru Takahashi
    • 学会等名
      SPIE OPIC OPTM2020 : SPIE Conferences at Optics & Photonics International Congress 2020 Optical Technology and Measurement for Industrial Applications
    • 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] 定在波照明を用いた表面微細加工構造の長作動距離超解像欠陥検査2019

    • 著者名/発表者名
      久米大将,道畑正岐,高増潔,高橋哲
    • 学会等名
      2020年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 微細構造基板を利用した超解像イメージングに関する研究(第2報)-ディープラーニングによる再構成能力の評価-2019

    • 著者名/発表者名
      市川廉,久米大将,道畑正岐,高増潔,高橋哲,西川正俊
    • 学会等名
      2020年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Coherent optical microscopy for micro-structured surface inspection beyond diffraction limit2019

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Kume, Masaki Michihata, Kiyoshi Takamasu, Satoru Takahashi
    • 学会等名
      14th International Symposium on Measurement Technology and Intelligent Instruments (ISMTII2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A novel optical super-resolution microscopy for coherent imaging system for micro-structured surface inspection2019

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Kume, Masaki Michihata, Kiyoshi Takamasu, Satoru Takahashi
    • 学会等名
      19th international conference of the european society for precision engineering and nanotechnology (euspen 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 精密工学におけるナノ・マイクロ光学技術とその展望, 精密工学会誌 特集:微細領域の光学技術,精密工学会誌 87(9), 715-720, 20212021

    • 著者名/発表者名
      高橋哲
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      精密工学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 回折限界を超えた表面微細周期構造の光学式非破壊深さ計測手法、O plus E 2020年11・12月号(第476号)2020

    • 著者名/発表者名
      高橋哲
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      アドコム・メディア(株)
    • ISBN
      9784915851827
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] ナノ・マイクロものづくりを支える光計測の発展と可能性,計量計測 measuring instruments はかる, New Technology, 第37巻,第1号,通巻第138号2020

    • 著者名/発表者名
      高橋哲
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      日本計量機器工業連合会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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