• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

オゾンガスレンズによる新しい高速イメージングシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K14552
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分30020:光工学および光量子科学関連
研究機関電気通信大学

研究代表者

道根 百合奈  電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 特任助教 (00873358)

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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード光学素子 / 高強度レーザー / イメージング / 集光光学素子 / レンズ / オゾン / 回折光学素子 / ガス光学素子 / ガス / 高速撮影 / 大気圧プラズマ
研究開始時の研究の概要

我々は、大気中のオゾン混合ガスにレーザーで任意の空間周波数構造を書き込むことで光を回折させ、集光させることのできるガス媒質レンズの開発に成功している。これを発展させ、通常は光学系を置けないレーザー加工部の直近や大気中に10cm口径の撮像レンズを瞬間的に出現させ、なおかつ光電変換を用いずに光だけでナノ秒時間分解能観測が可能となる、全く新しい高速撮影システムを開発する。

研究成果の概要

我々の開発している気体媒質(オゾン混合気体)レンズを、高速度撮影・多点焦点撮影などのイメージングに応用させるための研究開発を行った。イメージングでは光量、画角を稼ぐために短焦点かつ大面積の高NAレンズが要求される。本研究では、短焦点レンズ作成のためのサブナノ秒紫外レーザー光源開発、屈折率変調構造の生成、大面積化としては、ガス領域面積の拡大のためのガス流路の開発を行った。さらに、気体レンズに対する最適被制御レーザー入射条件を決定する計算コード開発を行った。これらの成果により、高NA気体レンズ開発・生成のための原理実証試験が完了した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Society 5.0に代表されるように次世代のマン-マシンインターフェースとして多焦点、多次元対応の新しいカメラ、光学レンズの開発が進められている一方で、サブマイクロ秒からナノ秒の高速現象の撮影技術に関しては、70年以上前に開発されたフレーミングカメラやストリークカメラといった技術が現在でも使用されている。そのような技術に対して、本研究で開発した気体レンズで行うことにより、高速度撮影・多点焦点、多波長、多時刻対応の、全く新しい概念のイメージングシステムが構成できるようになる。気体レンズの収差は、縞構造パターンを照射することだけで修正することは容易であり、理想的なレンズを作ることも期待される。

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

    (14件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 学会発表 (13件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件) 産業財産権 (1件)

  • [学会発表] 気体光学素子の新展開2024

    • 著者名/発表者名
      道根百合奈、米田仁紀
    • 学会等名
      2024年第71回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] オゾン混合気体中での光励起粗密波の高精度制御手法の開発2024

    • 著者名/発表者名
      道根百合奈、米田仁紀
    • 学会等名
      日本物理学会2024年春季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 紫外光励起オゾン光学素子の粗密波制御手法の開発2024

    • 著者名/発表者名
      道根百合奈、米田仁紀
    • 学会等名
      一般社団法人レーザー学会学術講演会第44回年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Ozone grating for ultra-short pulse laser compression2023

    • 著者名/発表者名
      Yurina Michine and Hitoki Yoneda
    • 学会等名
      The 13th Advanced Lasers and Photon Sources Conference
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ultra-high field optics made by ozone mixed gas2023

    • 著者名/発表者名
      Yurina Michine and Hitoki Yoneda
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Pacific Rim Laser Damage
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] J-PARCにおける高強度陽子ビーム生成のためのレーザー荷電変換手法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      道根百合奈、米田仁紀
    • 学会等名
      第10回レーザー学会専門委員会 「自然に学ぶレーザーカオスと量子ダイナミクス」
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ピコ秒紫外レーザー光源によるオゾンガス光学素子生成2023

    • 著者名/発表者名
      道根百合奈, 米田仁紀
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第43回年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Ozone grating for laser particle accelerators2022

    • 著者名/発表者名
      Yurina Michine and Hitoki Yoneda
    • 学会等名
      The 11th Advanced Lasers and Photon Sources (ALPS’22)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ozone gas optics for high energy laser applications2022

    • 著者名/発表者名
      Yurina Michine and Hitoki Yoneda
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ピコ秒深紫外レーザーによるオゾンガス中での大振幅粗密波生成2022

    • 著者名/発表者名
      道根百合奈, 米田仁紀
    • 学会等名
      日本物理学会2022年秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Candidate of final focusing system for high power lasers2022

    • 著者名/発表者名
      Yurina Michine
    • 学会等名
      6th Asia-Pacific Conference on Plasma Physics
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高強度レーザー応用へ向けたオゾンガスオプティクスの進展2022

    • 著者名/発表者名
      道根 百合奈、米田 仁紀
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第42回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of ozone mixed gas optics in vacuum environment for high power lasers2021

    • 著者名/発表者名
      Yurina Michine and Hitoki Yoneda
    • 学会等名
      The 10th Advanced Lasers and Photon Sources (ALPS’21)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] 回折装置、レーザ装置、干渉縞形成方法、及びレーザ光回折方法2024

    • 発明者名
      米田仁紀 , 道根百合奈 , 玉置善紀 , 他2名
    • 権利者名
      米田仁紀 , 道根百合奈 , 玉置善紀 , 他2名
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2024-055808
    • 出願年月日
      2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi