| 研究課題/領域番号 |
15K13914
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
水谷 康弘 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (40374152)
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| 研究分担者 |
高谷 裕浩 大阪大学, 工学研究科, 教授 (70243178)
岩田 哲郎 徳島大学, 大学院理工学研究部, 教授 (50304548) [辞退]
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | ゴーストイメージング / 光相関イメージング / フォトンカウンティング / 蛍光顕微鏡 / 光スピンホール効果 / エリプソメータ |
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| 研究実績の概要 |
平成28年度は，光相関イメージング法を基礎とした蛍光顕微鏡と研究の遂行過程で新たに派生した光スピンホール効果エリプソメータの基礎的検証に取り組んだ．
光相関イメージング法は，超微弱光の測定を可能にすべく光子数計測を行うことのできる顕微鏡とした．当初は，エリプソメトリを導入する予定であったが，本課題を遂行していく上で超微弱光に対応することが急務であり，また，本来のエリプソメトリは新たな計測原理を考案したため，まずは，蛍光顕微鏡を開発した．具体的には，フォトンカウンティング装置を用いて蛍光が発する確率を時間で置き換えることにより，わずか数フォトンでイメージングができる手法を構築した．本手法は，従来の報告例に比べて格段に感度が向上した手法である．本年度は，測定原理の確認として蛍光マイクロビーズをサンプルとして用いて，ビーズが移動する様子を捉えることに成功した．
一方，エリプソメータにも量子光学的な要素を導入した．具体的には，光スピンホール効果を測定原理として用いた．光スピンホール効果は，サンプルの表面で反射した光が，測定したいサンプルの屈折率に依存して数nmから数100nmシフトする現象である．このシフト量を測定することで屈折率やエリプソパラメータを測定することができるが，ここでは，測定原理の構築と実験的検証に成功した．具体的には，測定サンプルに対して直線偏光を照明し，サンプル表面で反射した後に70nmほどシフトした情報を得た．また，そのシフト量から，構築した原理から屈折率を求めて10%以内で良い一致を示すことができた．このように，量子光学を具体的に利用可能な測定法に落とし込む研究は，世界的に稀であり，また，精度も向上することから今後の展開に期待が持てる成果である．
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