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2021 年度 実績報告書

デュアル光コム顕微鏡の開発~光コムは共焦点顕微鏡に革新的進展をもたらすか?~

研究課題

研究課題/領域番号 19H00871
研究機関徳島大学

研究代表者

安井 武史  徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 教授 (70314408)

研究分担者 山本 裕紹  宇都宮大学, 工学部, 教授 (00284315)
南川 丈夫  徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 准教授 (10637193)
長谷 栄治  徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 特任助教 (50805512)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード光コム / レーザー共焦点顕微鏡 / 蛍光顕微鏡 / スキャンレス / 位相イメージ
研究実績の概要

デュアル光コム顕微鏡で取得した共焦点光振幅イメージと共焦点光位相イメージをシームレス接続する技術の開発を行った。究極は、波長程度の共焦点深さ分解能を実現し、それと共焦点光位相イメージの位相折返し周期を一致させることにより、単一位相スロープを選択的に抽出することであるが、それに先立ち、これまでに開発した複数波長程度の共焦点深さ分解能を有するデュアル光コム顕微鏡を用いて原理検証実験を行った。まず、共焦点光振幅イメージと共焦点光位相イメージのシームレス接続にあたっては、精密な深さ方向のサンプルステージ走査が必要であることから、精密3次元ステージを現有のデュアル光コム顕微鏡に組み込む装置改造を行った。次に、基準表面サンプルを用いて、共焦点光振幅イメージと共焦点光位相イメージに関する深さプロファイルの評価を行ったところ、高い再現性と共に、両者の高い相関性が確認出来た。この高い相関性により、共焦点光振幅イメージの深さプロファイルが、共焦点光位相イメージの位相折返し回数を決定するのに利用可能であることを確認した。更に、段差サンプルや内部構造サンプルを測定対象として、共焦点光振幅イメージと共焦点光位相イメージのシームレス接続を行うことにより、絶対位相に基づいたワイドダイナミックレンジな表面形状測定が可能であることを確認した。今後は、開口数の高い対物レンズを利用することにより、深さ方向の分解能をサブ波長レベルまで向上させ、単一位相スロープを選択的に抽出可能なデュアル光コム顕微鏡を開発する予定である。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 6件、 招待講演 5件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Ultralow-frequency ultranarrow-bandwidth coherent terahertz imaging for nondestructive testing of mortar material2022

    • 著者名/発表者名
      Tokizane Yu、Yamaguchi Takayoshi、Minamikawa Takeo、Hase Eiji、Yamaguchi Kenzo、Suzuki Akihiro、Ueda Takao、Yasui Takeshi
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 30 ページ: 4392~4392

    • DOI

      10.1364/OE.449092

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multicascade-linked synthetic-wavelength digital holography using a line-by-line spectral-shaped optical frequency comb2021

    • 著者名/発表者名
      Hase Eiji、Tokizane Yu、Yamagiwa Masatomo、Minamikawa Takeo、Yamamoto Hirotsugu、Morohashi Isao、Yasui Takeshi
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 29 ページ: 15772~15772

    • DOI

      10.1364/OE.424458

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Scan-less fluorescence lifetime microscopy using dual-comb optical beat: included in registration2023

    • 著者名/発表者名
      T. Yasui
    • 学会等名
      11th International Conference on Photonics, Optics and Laser Technology (PHOTOPTICS 2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Orientation analysis of collagen fibers in skin by using polarization-resolved second-harmonic generation microscopy2022

    • 著者名/発表者名
      E. Hase and T. Yasui
    • 学会等名
      BiOS2022 in Photonics West 2022(WEB会議)
    • 国際学会
  • [学会発表] A compact dual-Ccomb fiber laser based on a mechanical sharing cavity configuration2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakajima, T. Yumoto, S. Matsubara, Y. Tokizane, and T. Yasui
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) 2022(WEB会議)
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of mode-extracting optical frequency comb for rapid wavelength-scanning digital holography2022

    • 著者名/発表者名
      K. Sadahiro, Y. Tokizane, E. Hase, T. Minamikawa, and T. Yasui
    • 学会等名
      15th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics 2022 (CLEO-PR2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Combination of dual-comb spectroscopy with Jones-matrix polarimetry2022

    • 著者名/発表者名
      H. Koresawa, E. Hase, Y. Tokizane, T. Minamikawa, and T. Yasui
    • 学会等名
      15th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics 2022 (CLEO-PR2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] Wavelength-scanning digital holography based on line-by-line spectrally shaping optical frequency comb2022

    • 著者名/発表者名
      K. Sadahiro, Y.Tokizane, E. Hase, T. Minamikawa, I. Morohashi, and T. Yasui
    • 学会等名
      25th Congress of the International Commission for Optics (ICO-25)
    • 国際学会
  • [学会発表] 全視野デュアル光コム蛍光寿命顕微鏡の開発2022

    • 著者名/発表者名
      水野 孝彦、長谷 栄治、南川 丈夫、時実 悠、麻植 凌、是澤 秀紀、山本 裕紹、安井 武史
    • 学会等名
      第69回応用物理学会春季学術講演会(WEB会議)
    • 招待講演
  • [学会発表] 次元変換光コム2022

    • 著者名/発表者名
      安井武史
    • 学会等名
      第164回微小光学研究会「光の構造化は何をもたらすか」
    • 招待講演
  • [学会発表] スキャンレス共焦点デュアル光コム顕微鏡2022

    • 著者名/発表者名
      安井武史
    • 学会等名
      光とレーザーの科学技術フェア2022「可視化技術セミナー」
    • 招待講演
  • [学会発表] 光コムを用いた高機能光学顕微鏡 ~スキャンレスで生きた細胞の動態観察に向けて~2021

    • 著者名/発表者名
      安井武史
    • 学会等名
      バイオインダストリー協会 "未来へのバイオ技術" 勉強会「細胞ダイナミクス・イメージング」(WEB会議)
    • 招待講演
  • [学会発表] デュアル光コム顕微鏡2021

    • 著者名/発表者名
      安井武史
    • 学会等名
      第8回精密計測を元に科学技術に変革をもたらす回路技術調査専門委員会(WEB会議)
    • 招待講演
  • [備考] 安井/南川研究室

    • URL

      https://femto.me.tokushima-u.ac.jp/index.html

  • [備考] 安井/南川研究室(研究紹介動画ギャラリー)

    • URL

      https://femto.me.tokushima-u.ac.jp/gyoseki/gyoseki05.html

  • [備考] 徳島大学ポストLEDフォトニクス研究所

    • URL

      https://www.pled.tokushima-u.ac.jp

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公開日: 2023-12-25  

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