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2006 年度 研究成果報告書概要

超高速光制御デバイスを用いたテラヘルツ帯バイオフォトニクスの研究

研究課題

研究課題/領域番号 16360037
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用物理学一般
研究機関東北大学

研究代表者

四方 潤一  東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (50302237)

研究分担者 宮崎 均  筑波大学, 応用生物化学系, 教授 (40183636)
宮本 克彦  東北大学, 電気通信研究所, 助手 (20375158)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
キーワードバイオフォトニクス / コヒーレントラマン効果 / テラヘルツ帯分子振動 / 半導体レーザー / 超高速光制御
研究概要

本研究では,近赤外光を用いたコヒーレントラマン効果によって生体物質中テラヘルツ帯振動をin vivoにとらえる,小聖・高精度の新規バイオフォトニクス計測装置を超高速光制御技術に基づいて創出し,その有効性を示すことを目的とした研究を展開した.そこでは,まず,既存の近赤外ナノ秒パルスを用いたコヒーレント反ストークスラマン分光(CARS)分光システムの装置改良を行い,有機分子や生体関連分子について1.5〜54THzにわたる超広帯域のテラヘルツ帯振動スペクトル計測と偏光解析を行い,テラヘルツ帯バイオフォトニクスにおけるデータベースを得た.また,この装置を顕微分光システムへと発展させ,癌組織の近赤外透過イメージングを行い,これまでに得られているテラヘルツ波イメージングとの比較を行った.その結果,近赤外光を用いた場合には,表面から識別できる癌部位のみならず,癌・正常部位の境界付近や癌部位中に含まれる壊死の可能性が高い箇所についてもその識別が可能であることを見出した.さらに,固体参照試料を用いて,初めてテラヘルツ帯フォノンを利用したCARSイメージングを実現した.また,ピコ秒パルス動作の半導体レーザ光,光ファイバ増幅およびファイバ中の非線形光学効果を利用して,高繰返し・高ピーク出力の波長可変近赤外パルス光源を実現し,非線形光学効果を用いたバイオイメージングを行うことにより,本光源のバイオフォトニクス計測における有効性を示した.以上の成果により,テラヘルツ帯バイオフォトニクス研究基盤形成に貢献した.

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (14件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Output Power Enhancement of a Palmtop Terahertz-wave Parametric Generator2007

    • 著者名/発表者名
      S.Hayashi
    • 雑誌名

      Applied Optics 46・1

      ページ: 117-123

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Change of molecular damping during solidification and melting in scattering samples studied by Raman spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      K.M.Abedin
    • 雑誌名

      Journal of Luminescence (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Output enhancement of a palmtop terahertz-wave parametric generator2007

    • 著者名/発表者名
      S.Hayashi
    • 雑誌名

      Appl.Opt. Vol.46, No.1

      ページ: 117-123

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Change of molecular damping during solidification and melting in scattering sample studied by Raman spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      K.M.Abedin
    • 雑誌名

      J.Luminescence (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] 光学界の進展2005(4.分光)2006

    • 著者名/発表者名
      四方潤一
    • 雑誌名

      光学 35・4

      ページ: 182-183

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] テラヘルツ帯分光データベースと振動スペクトルの一考察2006

    • 著者名/発表者名
      石川陽一
    • 雑誌名

      電子情報通信学会テラヘルツ応用システム 時限研究専門委員会 研究技術報告

      ページ: 36-40

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Terahertz-wave near-field imaging with subwavelength resolution using surface-wave-assisted bow-tie aperture2006

    • 著者名/発表者名
      K.Ishihara
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 89・20

      ページ: 201120-1-3

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Progress 2005 in Optical Society of Japan2006

    • 著者名/発表者名
      J.Shikata
    • 雑誌名

      Kougaku Vol.35, No.4

      ページ: 182-183

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Terahertz-region spectroscopic database and some studies on vibrational THz spectra2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Ishikawa
    • 雑誌名

      IEICE Tech.Report on the 6th Domestic Conference on Applied Terahertz System

      ページ: 36-40

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Terahertz-wave near-field imaging with subwavelength resolution using surface-wave-assisted bow-tie aperture2006

    • 著者名/発表者名
      K.Ishihara
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. Vol.89, No.20

      ページ: 201120-1-3

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] 光波を用いた生体分子のテラヘルツ・センシング2005

    • 著者名/発表者名
      四方潤一
    • 雑誌名

      光技術コンタクト 43・4

      ページ: 34-42

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] THz near-field imaging using enhanced transmission through a single sub-wavelength aperture2005

    • 著者名/発表者名
      K.Ishihara
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 44・29

      ページ: L929-L931

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Terahertz biosensing using optical waves2005

    • 著者名/発表者名
      J.Shikata
    • 雑誌名

      Opt.Electro-Optic Eng.Contact Vol.43, No.4

      ページ: 34-42

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] THz near-field imaging using enhanced transmission through a single sub-wavelength aperture,2005

    • 著者名/発表者名
      K.Ishihara
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. Vol.44, No.29

      ページ: L929-L931

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [図書] テラヘルツ技術(第9章 バイオメディカル応用)2006

    • 著者名/発表者名
      四方潤一
    • 総ページ数
      18
    • 出版者
      オーム社
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より

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公開日: 2008-05-27  

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