(1)画角を大きく得るためのホログラム撮像方式の研究と顕微鏡システムの試作,(2)レンズなく撮れうる画角を拡大するための光学システム試作の研究を遂行した。視野と視点の間にはトレードオフの関係があり,視野,視点いずれにおいてもホログラムの空間帯域幅積が鍵となる。高NAの光学システムを構築することで広角ならびに多視点の情報取得を目指し,(1)ではディジタルホログラフィック顕微鏡システムを試作し性能を検討した。平成29年度まではoff-axis型の記録配置で高速性を重視したが,令和元年度はin-line型の記録配置で空間帯域幅積を重視した。複数の光源で得られる複数のホログラムをホログラフィック顕微鏡の系にて多重記録し,各要素ホログラムにおいて光軸方向から±50°以上の光波成分を取得可能であることを確認した。また,(2)では被写体,光源,1個の光波分割素子,撮像素子で構成され,撮像素子と物体の間にレンズを介さず,波長633nmにおいて画角を原理的に46.6°とれる光学システムを構築した。画角から計算し,その結果として撮像素子面から500 mmの深さにおいて面内210 mm×70 mmの視野を得られることが判明した。(2)に位相変調器と偏光子を追加することで,(1)の方式を使うことができ,2種の光波撮像において(2)に比べ6倍広角化できる。また実験的に調査し,撮像素子面から60 mmの深さにおいて20 mm×7 mmの視野を得られることを確認した。また,(1)の方式に基づき露光当たりの光量が少なくなるときの定量評価を行う計算機シミュレーションモデルを考え,測定結果の信頼性を調べる方法を検討した。 本課題の研究遂行により,当初想定したシステムとは異なるものの掲げた性能を達成可能な構成を提案し,提案した各方法において基礎原理を確認できた。
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