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。
|