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周期可変回折格子を用いた高速広帯域波長走査光源の構築とOCTへの展開

研究課題

研究課題/領域番号 21K04922
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30020:光工学および光量子科学関連
研究機関新潟大学

研究代表者

鈴木 孝昌  新潟大学, 自然科学系, 教授 (40206496)

研究分担者 崔 森悦  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (60568418)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
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: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード波長走査光源 / OCT / 音響光学デバイス / 周期可変回折格子 / 音響光学偏向器
研究開始時の研究の概要

超音波偏向器(AOD)を単なる光偏向の用途だけではなく同時に、周期可変な回折格子として用い、従来の波長走査光源に比べてシンプルかつ広帯域な波長走査光源を実現する。これにより、1)波長走査範囲の飛躍的な拡大と性能向上、2)新規 SS 光源の光コヒーレンストモグラフィへの展開を図る。

研究成果の概要

音響光学(AO)デバイスを周期可変の回折格子として用いる波長走査光源(SS)を構築し、その動特性およびOCTの光源としての性能を明らかにした。構築したSSの波長帯域は、840nm、1060nm、1310nmの3つの帯域で、840nmおよび1310nmの帯域で、理論計算と一致する波長走査特性を確認した。ただし、1060nm帯では、キーデバイスであるAOデバイスの放熱がうまくいかず、詳細な特性の評価ができなかった。1310nmの帯域で動作するSSを使ったOCT計測では、所望の断面構造を精度よく計測できることを確認した。
研究の成果を国際会議1編、学術論文2編で発表するとともに、特許1件を出願した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

眼や皮膚などに光を当てて非接触かつ非侵襲で計測し、医療診断を行う光コヒーレンストモグラフィ(OCT)と呼ばれる装置がある。OCTの光源としてよく用いられるのが波長を時間的に変化させる波長走査光源(SS)である。
これまでSSの構築には、波長選択と光偏向を行う光学素子をセットで用いることが当然と考えられてきたが、本研究では、その両方を1つの素子で実現する手法を提案し、その優位性を明らかにした(学術的意義)。本研究で提案したSSは、コンパクトかつ安価であり、波長の走査速度も速い。また、イメージングに必要な信号処理も高速に行えるため、高速かつ高精度なOCT装置を実現することが可能となる(社会的意義)。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Linear-wavenumber swept source based on an acousto-optic device for optical coherence tomography2023

    • 著者名/発表者名
      Ji Xuanxuan、Suzuki Takamasa、Choi Samuel、Sasaki Osami、Pu Jixiong
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 31 号: 26 ページ: 44611-44621

    • DOI

      10.1364/oe.509217

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] External-cavity laser diode using acousto-optic deflector as tunable grating2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki T, Kaneko Y, Choi S, and Sasaki O.
    • 雑誌名

      Optics Letters

      巻: 47 号: 7 ページ: 1871-1874

    • DOI

      10.1364/ol.454021

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Optical coherence tomography based on a linear wavenumber swept-source2023

    • 著者名/発表者名
      Ji Xuanxuan、Suzuki Takamasa、Choi Samuel、Sasaki Osami
    • 学会等名
      The 14th Japan-Finland Joint Symposium on Optics in Engineering
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 周期可変回折格子を用いた高速広帯域波長走査光源の開発2023

    • 著者名/発表者名
      金子 優月,鈴木 孝昌,崔 森悦
    • 学会等名
      第70回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 周期可変回折格子を用いた高速広帯域波長走査光源の構築2021

    • 著者名/発表者名
      金子 優月,鈴木 孝昌,崔 森悦
    • 学会等名
      令和3年(第31回)電気学会東京支部新潟支所研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [産業財産権] レーザー装置2021

    • 発明者名
      鈴木孝昌
    • 権利者名
      国立大学法人新潟大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-102910
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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