偏光コヒーレンスシンセサイザー:相互ストークス場の特異光学と光計測への応用

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21360028
• 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: 応用光学・量子光工学
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 武田 光夫 電気通信大学, 大学院・情報理工学研究科, 教授 (00114926)
• 連携研究者: 宮本 洋子 電気通信大学, 大学院・情報理工学研究科, 助教 (50281655)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 偏光 / コヒーレンス / ホログラフィー / 特異光学

研究概要

偏光コヒーレンスシンセサイザーの基本原理を提案し,統計的な3次元ベクトル光波動場の偏光と空間コヒーレンスを同時に制御する基盤技術を確立した.
具体的には,コヒーレンス偏光行列を制御するベクトル場コヒーレンスホログラフィーの原理を考案し実証実験に成功した.さらに,所望の物体像を偏光成分間の相関関数をあらわす一般化ストークスパラメータの3次元空間分布として再生できるストークスホログラフィーの原理を提案し,実験により有効性確認した.

研究成果

• [雑誌論文] Stokes holography (2012)
  • 著者名/発表者名: R. K. Singh, D. N. Naik, H. Itou, Y. Miyamoto, and M. Takeda
  • 雑誌名: Opt. Lett 巻: Vol.37, No.5 ページ: 966-968
  • URL: http://dx.doi.org/10.1364/OL.37.000966
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vectorial coherence holography (2011)
  • 著者名/発表者名: R. K. Singh, D. N. Naik, H. Itou, Y. Miyamoto, and M. Takeda
  • 雑誌名: Opt. Express 巻: Vol.19, No.12 ページ: 11558-11567
  • URL: http://dx.doi.org/10.1364/OE.19.011558
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photon correlation holography (2011)
  • 著者名/発表者名: D. N. Naik, R. K. Singh, T. Ezawa, Y. Miyamoto, and M. Takeda
  • 雑誌名: Opt. Express 巻: Vol.19, No.2 ページ: 1408-1421
  • URL: http://dx.doi.org/10.1364/OE.19.001408
  • 査読あり
• [雑誌論文] Statistics of spatial derivatives of Stokes parameters for isotropic random polarization field (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Zhang, M. Takeda, W. Wang
  • 雑誌名: J. Opt. Soc. Am. A 巻: Vol.27 ページ: 1999-2003
  • URL: http://dx.doi.org/10.1364/JOSAA.27.001999
  • 査読あり
• [雑誌論文] Real-time coherence holography (2010)
  • 著者名/発表者名: D. Naik, T. Ezawa, Y. Miyamoto, and M. Takeda
  • 雑誌名: Opt. Express 巻: 18No.13 ページ: 13782-13787
  • URL: http://dx.doi.org/10.1364/OE.18.013782
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase-shift coherence holography (2010)
  • 著者名/発表者名: D. Naik, T. Ezawa, Y. Miyamoto, and M. Takeda
  • 雑誌名: Opt. Lett 巻: Vol.35, No.5 ページ: 1728-1730
  • URL: http://dx.doi.org/10.1364/OL.35.001728
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conservation laws in quantum-correlation-function dynamics (2010)
  • 著者名/発表者名: W. Wang and M. Takeda
  • 雑誌名: Advances in Optical Technologies 巻: Vol.2010 ページ: 1-8
  • DOI: doi:10.1155/2010/171254
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pseudo-Stokes Vector Correlation From Complex Signal Representation of a Speckle Pattern and Its Applications to Micro-Displacement Measurement (2010)
  • 著者名/発表者名: W. Wang, R. Ishijima, A. Matsuda, S. G. Hanson, M. Takeda
  • 雑誌名: Strain 巻: Vol.46, No.1 ページ: 12-18
  • DOI: doi:10.1111/j.1475-1305.2009.00672.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] 3-D coherence holography using a modified Sagnac radial shearing interferometer with geometric phase shift (2009)
  • 著者名/発表者名: D. N. Naik, T. Ezawa, Y. Miyamoto, and M. Takeda
  • 雑誌名: Opt. Express 巻: Vol.17, No.13 ページ: 10633-10641
  • URL: http://dx.doi.org/10.1364/OE.17.010633
  • 査読あり
• [学会発表] Photon correlation holography (2011)
  • 著者名/発表者名: D. N. Naik, R. K. Singh, T. Ezawa, Y. Miyamoto, and M. Takeda
  • 学会等名: 2011 Taiwan-Japan Bilateral Symposium in Nano/Bio-photonics
  • 発表場所: Tainan, Taiwan
  • 年月日: 20111100
• [学会発表] Intensity-correlation holography (2011)
  • 著者名/発表者名: D. N. Naik, R. K. Singh, T. Ezawa, Y. Miyamoto, and M. Takeda
  • 学会等名: OIE' 11, The Ninth Japan-Finland Joint Symposium on Optics in Engineering
  • 発表場所: Turku, Finland
  • 年月日: 20110900
• [学会発表] Coherence holography and photon-correlation holography : Marriage between holography and statistical optics (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Takeda, W. Wang, D. N. Naik
  • 学会等名: Tribute to Joseph W. Goodman
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 20110800
• [学会発表] Coherence holography : Principle and Applications (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Takeda
  • 学会等名: SPIE Optical Metrology
  • 発表場所: Munich, Germany
  • 年月日: 20110500
• [学会発表] Stokes holography for recording and reconstructing objects using polarization fringes (2011)
  • 著者名/発表者名: R. K. Singh, D. N. Naik, H. Itou, Y. Miyamoto, and M. Takeda
  • 学会等名: Optical Measurement Systems for Industrial Inspection VII
  • 発表場所: Munich, Germany
  • 年月日: 20110500
• [学会発表] State of polarization mapping using a calibrated interferometric polarimeter (2011)
  • 著者名/発表者名: D. N. Naik, R. K. Singh, H. Itou, Y. Miyamoto, and M. Takeda
  • 学会等名: Optical Measurement Systems for Industrial Inspection VII
  • 発表場所: Munich, Germany
  • 年月日: 20110500
• [学会発表] Holographic reconstruction using intensity interferometry (2011)
  • 著者名/発表者名: D. N. Naik, R. K. Singh, T. Ezawa, Y. Miyamoto, and M. Takeda
  • 学会等名: OSA Topical Meeting on Digital Holography and Three-Dimensional Imaging(DH)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 20110500
• [学会発表] Coherence Holography : A Tutorial Review (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Takeda
  • 学会等名: OSA Topical Meeting on Digital Holography and Three-Dimensional Imaging(DH)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 20110500
• [学会発表] Holographic control of coherence and polarization of light (2011)
  • 著者名/発表者名: R. K. Singh, D. Naik, H. Itou, Y. Miyamoto, and M. Takeda
  • 学会等名: OSA Topical Meeting on Digital Holography and Three-Dimensional Imaging(DH)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 20110500
• [学会発表] Coherence Holography : Principle and Applications (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Takeda, W. Wang, D. N. Naik, and Y. Miyamoto
  • 学会等名: Proc. XXXV Symposium of Optical Society of India, International Conference on Contemporary Trends in Optics and Opto Electronics
  • 発表場所: Thiruvananthapuram, India
  • 年月日: 20110100
• [学会発表] Polarization structure near the unfolding point of an optical vortex beam in a birefringent crystal (2011)
  • 著者名/発表者名: M. M. Brundavanam, Y. Miyamoto, R. K. Singh, D. N. Naik, M. Takeda, K. Nakagawa
  • 学会等名: 日本光学会
  • 発表場所: Optics and Photonics Japan
  • 年月日: 2011-11-30
• [学会発表] Revealing polarization diversity through correlation of intensity detected with a polarization-blind image sensor (2011)
  • 著者名/発表者名: D. N. Naik, R. K. Singh, M. M. Brundavanam, Y. Miyamoto, M. Takeda
  • 学会等名: 日本光学会
  • 発表場所: Optics and Photonics Japan
  • 年月日: 2011-11-30
• [学会発表] Characterization of scatterers by correlation of Stokes vectors (2011)
  • 著者名/発表者名: R. K. Singh, D. N. Naik, H. Itou, M. M. Brundavanam, Y. Miyamoto, M. Takeda
  • 学会等名: 日本光学会
  • 発表場所: Optics and Photonics Japan
  • 年月日: 2011-11-29
• [学会発表] Theoretical and experimental investigation of statistics of spatial derivatives of Stokes parameters for polarization speckle (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Zhang, P. Roulleau, A. Matsuda, M. Takeda, and W. Wang
  • 学会等名: Interferometry XV : Techniques and Analysis
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 20108000
• [学会発表] Highly Stable Interferometric technique for polarization mapping (2010)
  • 著者名/発表者名: D. N. Naik, R. K. Singh, H. Itou, Y. Miyamoto, and M. Takeda
  • 学会等名: Photonics 2010 : Tenth International Conference on Fiber Optics and Photonics
  • 発表場所: Guwahati, India
  • 年月日: 20101200
• [学会発表] Polarization speckles and generalized Stokes vector wave (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Takeda, W. Wang, and S. G. Hanson
  • 学会等名: Speckle 2010
  • 発表場所: Florianopolis, Brazil
  • 年月日: 20100900
• [学会発表] 一般化ストークスパラメータの隠れ位相特異点 (2010)
  • 著者名/発表者名: R. K. Singh, D. Naik,伊藤仁,宮本洋子,武田光夫
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 年月日: 20100900
• [学会発表] 汎用プロジェクターをコヒーレント光源とする位相シフトコヒーレンスホログラフィー (2010)
  • 著者名/発表者名: D. Naik,江澤崇裕, R. K. Singh,宮本洋子,武田光夫
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 年月日: 20100900
• [学会発表] Three-dimensional coherence holography using a commercial projector for display and incoherent illumination of a coherence hologram (2010)
  • 著者名/発表者名: D. N. Naik, T. Ezawa, R. K. Singh, Y. Miyamoto, and M. Takeda
  • 学会等名: Interferometry XV : Techniques and Analysis
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 20100800
• [学会発表] Experimental investigation of critical points in optical coherence function (2010)
  • 著者名/発表者名: W. Wang, V. Vasil' ev, M. Soskin, and M. Takeda
  • 学会等名: The Nature of Light : Light in Nature III
  • 発表場所: San Dieog, USA
  • 年月日: 20100800
• [学会発表] Vortices in generalized Stokes parameters (2010)
  • 著者名/発表者名: R. K. Singh, D. N. Naik, H. Itou, Y. Miyamoto, and M. Takeda
  • 学会等名: The Nature of Light : Light in Nature III
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 20100800
• [学会発表] コヒーレンスホログラフィー:コヒーレンス場を生成・制御する新ホログラフィー技術 (2010)
  • 著者名/発表者名: 武田光夫
  • 学会等名: 第61回東工大精密研究所シンポジウム
  • 年月日: 20100700
• [学会発表] Utilizing the coherence properties of light for optical metrology (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Takeda
  • 学会等名: Holo Met 2010 3rd International Workshop on Perspectives of Optical Imaging and Metrology
  • 発表場所: Balatonfuered, Hungary
  • 年月日: 20100600
• [学会発表] Coherence holography for real-time object recording and reconstruction (2010)
  • 著者名/発表者名: D. N. Naik, T. Ezawa, Y. Miyamoto, and M. Takeda
  • 学会等名: 7th International Conference on Optics-photonics Design and Fabrication
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 20100400
• [学会発表] Holographic reconstruction using spatial intensity (2010)
  • 著者名/発表者名: D. N. Naik, R. K. Singh, T. Ezawa, Y. Miyamomto, M. Takeda
  • 学会等名: 日本光学会
  • 発表場所: Optics and Photonics Japan
  • 年月日: 2010-11-10
• [学会発表] Polarization vortices in generalized Stokes parameters (2010)
  • 著者名/発表者名: R. K. Singh, D. N. Naik, H. Itou, Y. Miyamoto, M. Takeda
  • 学会等名: 日本光学会
  • 発表場所: Optics and Photonics Japan
  • 年月日: 2010-11-10
• [学会発表] サニャック偏光干渉計の校正法と空間光変調器の偏光解析への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊藤仁, D. N. Naik, R. K. Singh,宮本洋子,武田光夫
  • 学会等名: 日本光学会
  • 発表場所: Optics and Photonics Japan
  • 年月日: 2010-11-10
• [学会発表] 自然光を像再生に用いたコヒーレンスホログラフィー (2010)
  • 著者名/発表者名: 江澤崇裕, D. N Naik,宮本洋子,武田光夫
  • 学会等名: 日本光学会
  • 発表場所: Optics and Photonics Japan
  • 年月日: 2010-11-10
• [学会発表] 光渦応用計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 武田光夫, Wei Wang, Steen G. Hanson,宮本洋子
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第30回年次大会
  • 年月日: 2010-02-03
• [学会発表] Vector correlation for polarization speckle and its application to optical metrology (2009)
  • 著者名/発表者名: W. Wang, S. G. Hanson, and M. Takeda
  • 学会等名: The Ninth International Conference Correlation Optics 2009
  • 発表場所: Chernivtsi, Ukraine
  • 年月日: 20090900
• [学会発表] Propagation of the polarization coherence matrix through complex ABCD-optical systems (2009)
  • 著者名/発表者名: S. G. Hanson, W. Wang, D. N. Naik, and M. Takeda
  • 学会等名: The Ninth International Conference Correlation Optics 2009
  • 発表場所: Chernivtsi, Ukraine
  • 年月日: 20090900
• [学会発表] Coherence holography : A thought on synthesis and analysis of optical coherence field (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Takeda, W. Wang, and D. N. Naik
  • 学会等名: 6th International Workshop on Advanced Optical Metrology
  • 発表場所: Stuttgart, Germany
  • 年月日: 20090900
• [学会発表] Real-time coherence holography (2009)
  • 著者名/発表者名: D. N. Naik, T. Ezawa, Y. Miyamoto, and M. Takeda
  • 学会等名: 6th International Workshop on Advanced Optical Metrology
  • 発表場所: Stuttgart, Germany
  • 年月日: 20090900
• [学会発表] Optical Vortex Metrology (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Takeda, W. Wang, S. G. Hanson, Y. Miyamoto
  • 学会等名: The 9th International Symposium on Measurement Technology and Intelligent Instruments
  • 発表場所: St. Petersburg, Russia
  • 年月日: 20090600
• [学会発表] 3-D coherence holography using a modified Sagnac radial shearing interferometer with geometric phase shift (2009)
  • 著者名/発表者名: D. N. Naik, T. Ezawa, Y. Miyamoto, and M. Takeda
  • 学会等名: Holography : Advances and Modern Trends
  • 発表場所: Prague, Czech
  • 年月日: 20090400
• [学会発表] 位相シフト機能をもつ計算機ホログラムを用いたコヒーレンスホログラフィー (2009)
  • 著者名/発表者名: 江澤崇裕,ディネシュ・N・ナイク,宮本洋子,武田光夫
  • 学会等名: 日本光学会
  • 発表場所: Optics and Photonics Japan
  • 年月日: 2009-11-26
• [学会発表] サニャック偏光干渉計で生成した2つの直交偏光参照波を用いたフーリエ偏光解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤仁,佐々木崇,宮本洋子,武田光夫
  • 学会等名: 日本光学会
  • 発表場所: Optics and Photonics Japan
  • 年月日: 2009-11-26
• [学会発表] Riesz変換により生成された解析信号の微係数の統計的性質と擬似Stokesベクトル相関への応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: Wei WANG,張順, Steen G. Hanson,武田光夫
  • 学会等名: 日本光学会
  • 発表場所: Optics and Photonics Japan
  • 年月日: 2009-11-26
• [学会発表] 偏光スペックル場のStokesパラメータの微係数の統計:理論と実験 (2009)
  • 著者名/発表者名: Wei WANG,張順, Paul ROULLEAU,松田充弘,武田光夫
  • 学会等名: 日本光学会
  • 発表場所: Optics and Photonics Japan
  • 年月日: 2009-11-26
• [学会発表] 記録媒体が不要な実時間コヒーレンスホログラフィー (2009)
  • 著者名/発表者名: ディネシュN.ナイク,江澤崇裕,宮本洋子,武田光夫
  • 学会等名: 日本光学会
  • 発表場所: Optics and Photonics Japan
  • 年月日: 2009-11-25
• [図書] Optical vortex metrology (2011)
  • 著者名/発表者名: W. Wang, S. G. Hanson, and M. Takeda
  • 総ページ数: 207-238
  • 出版者: WILEY-VCH Verlag GmbH
• [産業財産権] 位相特異点検出方法,及び,位相特異点検出装置,並びに,プログラム (2011)
  • 発明者名: 武田光夫,王?,横関友亮,石島玲華
  • 権利者名: 電気通信大学
  • 産業財産権番号: 特許、第4820998号
  • 取得年月日: 2011-09-16
  • 外国