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本研究の目的は、GHz超音波コンピューター断層撮影法（超音波CT）の分野を確立し、非侵襲の音響内部イメージングをナノスケールまで拡張することである。
生体細胞などの液中の透明固体物質を試料とし、弾性率と屈折率の３次元マッピングを目標としたサブマイクロメートルスケールの空間分解能をもつ液体ピコ秒
超音波CTと、固体内部構造をナノメートル分解能でイメージングすることを目標とした固体ピコ秒超音波CTの両方を実現する。
本年度は以下の研究を行った。
1. 液体ピコ秒超音波CT法の実証実験：フェムト秒レーザーを用いた液体ピコ秒超音波CTシステムを構築し、液体中のガラス構造を試料として、ピコ秒超音波CT法により試料中の縦波音速と屈折率の深さ方向のマッピングを行った。３次元イメージング用の自動測定プログラムを開発し、それを使った水中の細胞を模した無機試料の測定を行った。試料内の屈折率の分布に影響を受けにくい試料配置による液体ピコ秒超音波CT実験において、音速分布測定を行うデモンストレーション実験を行った。
2. 固体ピコ秒超音波CTの実験：円柱断面の試料や、平板形の試料などにおいて、弱散乱近似や、透過波や前方散乱波の影を利用した方法など、いくつかの方法による逆問題解析アルゴリズムの開発を行った。さらに均質な物質内の波の伝搬の転送行列法を利用した、ホログラフィ法による内部構造の推定アルゴリズムを開発した。GHz表面弾性波を利用したマイクロメートル分解能の超音波CTについても、逆問題分析のアルゴリズムの改良を加えた。
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