生体医療光学に於ける高機能伝送システム

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07044113
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 宮城 光信 東北大学, 工学部, 教授 (90006263)
• 研究分担者: ベーカー H.J. ヘリオットワット大学, 物理学科, 教授 ; スー D. ヘリオットワット大学, 物理学科, 助手 ; ホール D.R. ヘリオットワット大学, 物理学科, 教授 ; ハリングトン J.A. ラトガース大学, セラミクス工学科, 教授 ; カッツィール A. テルアビブ大学, 工学部, 教授 ; クロイトル N. テルアビブ大学, 工学部, 教授 ; 原 啓明 東北大学, 情報科学研究科, 助教授 (60005296) ; 松浦 祐司 東北大学, 工学部, 助教授 (10241530) ; 馬場 一隆 東北大学, 工学部, 助教授 (10192709)
• キーワード: 赤外中空導波路 / 誘電体内装導波路 / 生体医療光学 / レーザー / 赤外ファイバ / 赤外レーザー / 最小侵襲医療

研究概要

人体に大きな負担をかけずに患部の診断・治療を行うという、最少侵襲医療は大きな注目を浴びており、生体医療光学はその基本技術の中心分野である。この生体医療光学においては、特に任意の波長をもつレーザ光をフレキシブルにターゲットに導くということが最重要課題であると認識されている。
本研究においては、これを達成するシステムを中空導波路を用いて実現することを目的とし、国際的な協力のもと研究を行った。本年度に得られた成果は次の通りである。
1.国際研究集会の開催
BiOS Europe'96(生体医療光学ヨーロッパ'96)を平成8年9月、BiOS'97(生体医療光学'97)を平成9年2月にそれぞれ、ヨーロッパとアメリカで共同研究者と共に開催し、この分野の研究のなお一層の発展を計った。また関連研究集会としてGCL/HPL'96(ガスフロー、化学レーザと高出力レーザ'96)も平成8年8月にヨーロッパで開催した。
2.誘電体内装中空導波路の超低損失化と高効率製作技術の研究
誘電体内装導波路で、内装誘電体の多層化による低損失化の研究を、特に材料に着目しながら研究を行った。その結果、ポリイミド、フッ素樹脂などのポリマーやセレン化亜鉛、ゲルマニウム、ヨウ化銀などの無機物膜が、超低損失導波路のための内装誘電体として適していることが明らかになった。また、高効率製作技術としては、送液法にもとづく液相コーティング法を開発した。
3.高効率伝送システム実現のための付加装置の開発
レーザ光を極めて高い効率をもって伝送するシステムを実現するために、中空導波路のための各種の付加装置を開発した。導波路の入射端に取り付けるものとしては、高効率な光電力結合のためのレンズテ-パ結合器を、また出射端のためには、高作業性のための固定ベンド導波路チップやビーム品質向上のための出射光均一か装置を開発した。

研究成果

• [文献書誌] T.Watanabe: "Fabrication of silver hollow nickel waveguides with multiple inner dielectric layers by the outer-coating method" Optics Letters. 21・20. 1670-72 (1996)
• [文献書誌] Y.Matsuura: "Low order multimode generation in hollow glass waveguides" Electronics Letters. 32・12. 1096-98 (1996)
• [文献書誌] Y.Matsuura: "Power delivery of free electron laser light by hollow glass waveguides" Applied Optics. 35・27. 5395-97 (1996)
• [文献書誌] Y.Matsuura: "Hollow glass waveguides with three-layer-dielectric coating fabricated by chemical vapor deposition" Journal of Optical Society of America A. 印刷中. (1997)
• [文献書誌] Y.Wang: "Characterization of copper waveguides for mid-IR radiation with applications in medicine" Proc. SPIE. 2928. 39-45 (1996)
• [文献書誌] A.Inberg: "Novel copper hollow waveguides for IR laser radiation" Proceedings of SPIE. 2928. 28-38 (1996)
• [文献書誌] A.Messica: "Theory of fiber-optic,evanescent wave spectroscopy and sensors" Applied Optics.35・13. 2274-84 (1996)
• [文献書誌] L.Nagle: "Laser induced breakdown in silver halide crystals and polycrystaline fibers" Proceeding of SPIE. 2928. 12-18 (1996)
• [文献書誌] R.L.Kozodoy: "Small-bore hollow waveguides for delivery of 3-μm laser radiation" Applied Optics. 35・7. 1077-82 (1996)
• [文献書誌] K.Matsuura: "Fabrication of gold,silver,and dielectric-coated hollow glass waveguides" Optical Engineering. 35・12. 3418-21 (1996)
• [文献書誌] H.J.Baker: "Propagation characteristics of coherent array beams from carbon dioxide waveguide lasers" IEEE Journal of Quantum Electronics.32・3. 400-7 (1996)