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超広帯域ベクトル光の単一ショット分光偏光検出による環境・産業用高感度光センシング

研究課題

研究課題/領域番号 20H02157
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21030:計測工学関連
研究機関宇都宮大学

研究代表者

東口 武史  宇都宮大学, 工学部, 教授 (80336289)

研究分担者 坂上 和之  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (80546333)
若山 俊隆  埼玉医科大学, 保健医療学部, 教授 (90438862)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2021年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2020年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
キーワード超広帯域 / ベクトルビーム / レーザー / ファイバー / 偏光 / 分光 / 欠陥検出 / 環境 / 超広帯域光 / 偏光解析 / 粒径分布 / 複屈折 / センシング / 粒子計測 / 偏光検出法
研究開始時の研究の概要

超広帯域ベクトル光変換法と単一ショット偏光検出法を駆使し,新しい分光偏光計測法を実証することで従来にないハイブリッド計測法を開拓することをめざす.そこで以下の2つの事項を研究する.
(1) 分光による粒子種と偏光による粒径分布の同時計測
(2) 偏光偏移量の変化による高精度複屈折位相差分光計測

研究成果の概要

高出力超広帯域ヘクトル光を発生させる光源技術を駆使し,単一ショットで光学材料や環境ガスを分光し,同時に偏光検出する高感度の光センシングすることを目的として,研究を実施した.具体的には,可視域から赤外域に至る高出力超広帯域光の発生の物理と光源技術を明らかにした.また,超広帯域ベクトル光に効率よく変換する技術と変更技術を確立した.これを踏まえ,波長板をサンプルとして分光偏光検出を試み,所望の特性が得られることを確認した後,石英ガラスの欠陥検出を試みた.また,ガスセンシングも試みた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

スマートフォンや透明ディスプレイなどには多くの薄肉光学フィルムや透明電極,透明接着法が用いられている.しかしながら,欠陥や内部応力が大きいとディスプレイの画像がゆがむなどの問題が起こる.そこで,高感度欠陥検出法は非常に重要であるが,赤色でしか実施しておらず,三原色 (RGB) での欠陥検出法は確立できていない.本研究では,RGBから赤外域を含む超広帯域光を用い,高感度検出法を確立することにした.超広帯域ベクトル光は粒子種や分子種を同定する必要がある環境センシングにも適用することができ,新しい検出法として拡張性が高いところに特徴がある.産業的にも環境にも適用できる社会的意義のある研究である.

報告書

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

    (15件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Independent contribution of optical attenuation length in ultrafast laser-induced structural change2021

    • 著者名/発表者名
      Tatsunori Shibuya, Kazuyuki Sakaue, Hiroshi Ogawa, Daisuke Satoh, Thanh-Hung Dinh, Masahiko Ishino, Masahito Tanaka, Masakazu Washio, Takeshi Higashiguchi, Masaharu Nishikino, Akira Kon, Yuya Kubota, Yuichi Inubushi, Shigeki Owada, Yohei Kobayashi, and Ryunosuke Kuroda
    • 雑誌名

      Optics Express, pp. 33121-33133 (2021.9).

      巻: Vol. 29(21) 号: 21 ページ: 33121-33133

    • DOI

      10.1364/oe.432130

    • 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] Birefringence mapping of optical material by use of supercontinuum vector beams2021

    • 著者名/発表者名
      Juri Ogawa, Misaki Shoji, Ryo Kageyama, Toshitaka Wakayama, and Takeshi Higashiguchi
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 11908 ページ: 22-22

    • DOI

      10.1117/12.2601123

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Single-shot multispectral birefringence mapping by supercontinuum vector beams2020

    • 著者名/発表者名
      Shoji Misaki、Wakayama Toshitaka、Ishida Hirokazu、Kowa Hiroyuki、Sakaue Kazuyuki、Miura Taisuke、Higashiguchi Takeshi
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 59 号: 23 ページ: 7131-7131

    • DOI

      10.1364/ao.393419

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection of birefringence singularity by supercontinuum vector beam2020

    • 著者名/発表者名
      Shoji Misaki、Wakayama Toshitaka、Ishida Hirokazu、Kowa Hiroyuki、Sakaue Kazuyuki、Miura Taisuke、Higashiguchi Takeshi
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 59 号: 34 ページ: 10846-10846

    • DOI

      10.1364/ao.409477

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 偏光制御マイクロレンズアレイによる偏光と位相の同時計測2022

    • 著者名/発表者名
      座間 あかね,樋口 裕大,相澤 康平,江島 丈雄,東口 武史,若山 俊隆
    • 学会等名
      日本光学会年次会 OPJ2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 構造光制御による光相関ファイバーイメージング2022

    • 著者名/発表者名
      樋口 裕大,高橋 優太,水谷 康弘,東口 武史,若山 俊隆
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 長共振器によるナノ秒ANDiモード同期ファイバーレーザ2022

    • 著者名/発表者名
      小川純里, 荻原彩華, 佐藤稜馬, 井上晋宏, 森田大樹, 坂上和之, 時田茂樹, 東口武史
    • 学会等名
      第43回レーザー学会年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Yb:YAG細ロッドによるコンパクトな増幅器の開発2022

    • 著者名/発表者名
      平尾祥太郎, 森田大樹, 東口武史, 上場康弘, 三浦泰祐
    • 学会等名
      第43回レーザー学会年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Birefringence mapping of optical material by use of supercontinuum vector beams2021

    • 著者名/発表者名
      Juri Ogawa, Misaki Shoji, Ryo Kageyama, Toshitaka Wakayama, and Takeshi Higashiguchi
    • 学会等名
      Photomask Japan 2021 (PMJ2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 超広帯域ベクトルビームによる光学材料の評価2021

    • 著者名/発表者名
      庄司 美咲,東口 武史
    • 学会等名
      レーザー学会 九州支部第9回学生講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 超広帯域ベクトルビームによる複屈折検出2021

    • 著者名/発表者名
      庄司 美咲,小川 純里,影山 稜,坂上 和之,若山 俊隆,東口 武史
    • 学会等名
      レーザー学会 学術講演会第41回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Yb添加PCFによる高繰り返し高平均出力レーザーの開発2021

    • 著者名/発表者名
      金田 凌祐,影山 稜,庄司 美咲,坂上 和之,東口 武史
    • 学会等名
      レーザー学会 学術講演会第41回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Development of Yb:YAG thin-disk regenerative amplifier2020

    • 著者名/発表者名
      Misaki Shoji, Ryo Kageyama, Juri Ogawa, Gerry O'Sullivan, Atsushi Sunahara, Kazuyuki Sakaue, Martin Smrz, Tomas Mocek, Taisuke Miura, and Takeshi Higashiguchi
    • 学会等名
      2020 Source Workshop
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stimulated emission depletion phenomenon in luminescence of scintillator excited by soft x-ray toward high resolution water-window microscope2020

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Higashiguchi, Toshitaka Wakayama, Misaki Shoji, and Takeo Ejima
    • 学会等名
      2020 Source Workshop
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 研究業績

    • URL

      http://photonics.sixcore.jp/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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