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2022 年度 研究成果報告書

構造化照明と圧縮センシングを用いた超高解像度2次元ラマン分光高速イメージング

研究課題

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研究課題/領域番号 20K04188
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分18010:材料力学および機械材料関連
研究機関名城大学

研究代表者

來海 博央  名城大学, 理工学部, 教授 (30324453)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード構造化照明 / 圧縮センシング / ラマン分光法 / 2次元イメージング / ひずみ分布
研究成果の概要

本研究では,構造化照明法と圧縮センシング技術を組み合わせ,観察領域の材料の相,応力,ひずみを高空間分解能かつ高速に2次元マッピングする2次元ラマン分光イメージング顕微鏡を開発することを目的とした.まずレーザー(波長488nm)を用いた構造化照明の光学系を構築して光学シミュレーションとの比較を行い、2次元ラマン分光イメージングの可能性について検討した.次にSN比の低い微弱なラマンスペクトルから圧縮センシングで,ラマンスペクトルを復元した.さらに,1回の2次元の構造化照明で得られる信号から2次元ラマン画像を復元する圧縮センシング技術を開発した.この技術を応用して3次元ラマン画像の復元を行った.

自由記述の分野

材料力学

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年,SiCやGaNなどのパワーデバイスの性能や寿命が,製造過程や実働環境下で発生するひずみや材料中の欠陥に影響を受けるため,デバイススケールから問題領域を抽出し,ひずみや欠陥を定量的に評価することが重要となっている.本研究では,評価技術として顕微ラマン分光法が有力な候補となる可能性があることを示した.また,2次元構造化照明では9回の測定で高分解能な画像にするが,圧縮センシングを用いることで1回の測定で,ラマンやひずみの2次元イメージングを再構築ができることを示した点は高速化の点で意義がある.また,深さ方向への間引き走査で、3次元イメージングが可能であることを示した点も意義があると思われる.

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公開日: 2024-01-30  

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