| 研究課題/領域番号 |
21K04920
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分30020:光工学および光量子科学関連
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| 研究機関 | 電気通信大学 |
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研究代表者 |
渡邉 恵理子 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (20424765)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | ホログラフィ / 位相シフトデジタルホログラフィ / 3次元イメージング / 光導波路 / 共通光路干渉 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、位相シフトデジタルホログラフィに隣接点光源を導入することで、生体内部の3次元顕微イメージング手法の実現を目指す。既に我々は、レンズレス位相シフトデジタルホログラフィを用い、薄く強い散乱層である生体皮膚背後に隠された微小物体のイメージングを実証してきた。この手法に加え、参照光と物体光を隣接点光源とすると、両光束がほぼ共通光路となり、ホログラフィーの再生の原理により厚く弱い散乱の除去が期待できる。隣接する点光源や高速位相シフト法の実装には光導波路技術を想定し、生きた生体の3次元内部顕微イメージングを目指す。
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| 研究実績の概要 |
本研究では，位相シフトデジタルホログラフィに隣接点光源を導入することで，新たな生体内部の3次元顕微イメージング法の実現を目指す。本年度は，本提案手法の原理確認として下記の項目を実施した。
(1)隣接点光源型位相シフトデジタルホログラフィ法を実現するために，隣接する点光源に関する光波伝搬シミュレーションを行い，視野と分解能，共通光路条件を考察した。また，共通光路デジタルホログラフィの原理を，一定の条件下で適用可能となることを確認した。これにより隣接点光源型位相シフトデジタルホログラフィ法では，ビームスプリッタ等の光学素子を用いずにある一定の条件の下で，共通光路デジタルホログラフィックイメージングが可能であることを確認した。
(2) 隣接点光源型位相シフトデジタルホログラフィを実現するための光導波路に対する，設計指針を考察した。はじめに，光導波路を要素に分けて要素ごとにパラメータを変化させてシミュレーションを行い，MMIスプリッタや曲げ導波路などに関する波長依存性や損失に関して評価した。さらに，基礎評価用光導波路と評価用光学系を設計・試作し，直線導波路や曲げ導波路に関する波長依存性や損失について実験的に評価した。特に，生体内部イメージング応用に向けて，近赤外領域における光導波路の特性に関して考察した。これらのシミュレーションや基礎実験評価を元に，隣接点光源型位相シフトデジタルホログラフィを実現するための光導波路に関する設計指針を確認した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
申請時に計画していた実施事項を計画通りに実施できたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究は，位相シフトデジタルホログラフィに隣接点光源を導入することで，生体内部の3次元顕微イメージング手法の実現を目指している。この目的を達成するために，下記の項目を実施していく。
・生体内部の3次元顕微イメージングに向けて，より生体に適用しやすい光導波路システムを設計指針を立てる。
・光導波路の超小型化に向けた設計とシミュレーション
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