高分解能光プローブ生体情報センシング用光集積デバイスの試作

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07555018
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 春名 正光 大阪大学, 工学部, 教授 (20029333)
• 研究分担者: 近江 雅人 大阪大学, 医学部, 助手 (60273645) ; 藤村 昌寿 大阪大学, 工学部, 助手 (80263218) ; 彼末 一之 大阪大学, 医学部, 教授 (50127213) ; 西原 浩 大阪大学, 工学部, 教授 (00029018)
• キーワード: 生体光情報検出 / 光集積デバイス / 低コヒーレンス光干渉 / 高分解能光プローブ / LiNbO_3光導波路

研究概要

本年度は、高分解能な生体内構造検出のための具体的な測定系の構築およびその光集積化/小型化の検討を中心に研究を進めた。
1.生体内の幾何学的サイズを精度良く測定・画像化するには、屈折率nと厚さtの分離測定が必要であることを示し、低コヒーレンス光干渉をベースとする新たなn、t同時測定法を提案・実証した。
2.さらに、生体組織の複屈折測定法および波長分散による位相と群屈折率の分離測定法を順次提案・実証した。
3.上記の波長分散を考慮する場合には、測定系は空間伝搬光学系を使用する必要があり、これに関しては、30×30cm^2のボード上にマイクロ光学部品で干渉計を構成し、厚さt>1mmで測定精度0.3%が得られることを実証した。
4.LiNbO_3光集積デバイスについては、方向性結合器タイプで波長間隔>20mmの分波器、および消光比>20dBのセロダイン単一側帯波発生素子で構成される光ICを設計、作製しており、ファイバやSLDとの接続を含む実装が当面の課題である。
5.生体機能情報検出については、透過/反射光の分光スペクトル測定装置を整備し、多波長光源および波長可変レーザによる分光測定・分析の見通しを得た。
以上の成果を踏まえて、小型光学系および光集積デバイスを含む測定システムの適用範囲を明らかにすると共に、企業技術者・研究者の支援を得て、実用化に向けて具体的に検討を進める。

研究成果

• [文献書誌] Masato Ohmi: "Simulataneous measurement of refractive index and thickness of transparent plates by low coherence interferometry" Proc.Int'l Conf.Optical Fiber Sensors (OFS'96). We3-40. 332-335 (1996)
• [文献書誌] Masatoshi Fujimura: "Thermally Nd-diffused Z-propagation of Ti:LiNbO_3 waveguide laser pumped by laser diode" Electronics Letters. 32. 2003-2004 (1996)
• [文献書誌] 島岡優策: "生体レーザアブレーションのナノ秒ストロボ顕微観測" 電子情報通信学会 MEとバイオサイバネティクス研究会. MBE96-93. 9-16 (1996)
• [文献書誌] 田尻秀幸: "低コヒーレンス光干渉による屈折率と厚さ同時精密測定-複屈折の測定と群屈折率-" 電子情報通信学会 光エレクトロニクス研究会. OPE95ー116. 37-42 (1996)
• [文献書誌] 春名正光: "光CTへのアプローチ-低コヒーレンス光干渉法を中心として-" 医用画像情報学会雑誌. 14(No.3掲載予定). (1997)
• [文献書誌] 春名正光: "光干渉による生体内構造検出" 日本ME学会雑誌. 11(No.5掲載予定). (1997)
• [文献書誌] Yusaku Shimaoka: "Nanosecond stroboscopic microscope for laser ablation of biological tissue" Conf.Laser & Electro-Optics/Pacific Rim (CLEO/PR'97). (accepted). (1997)
• [文献書誌] 春名正光(共著): "立入弘他編「診察放射線技術(改訂第9版)」10章 医用光学機器.電子機器" 南江堂, 10 (1996)
• [文献書誌] 春名正光(共著): "田中俊一他編「オプトエレクトロニクス用語辞典」" オーム社, 15 (1996)
• [文献書誌] 春名正光(共著): "飯沼武他編「医用物理学」第6章 医用光学" 医歯薬出版, 45 (1997)