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2013 Fiscal Year Annual Research Report

フォトニック結晶ファイバを用いた医療診断イメージング用ファイバスコープの設計

Research Project

Project/Area Number 13F03043
Research InstitutionUniversity of the Ryukyus

Principal Investigator

波平 宜敬  琉球大学, 工学部, 教授

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) HOSSAIN Md. Anwar  琉球大学, 工学部, 外国人特別研究員
Keywordsフォトニック結晶ファイバ / PCF / 光コイーレンス トモグラフイ / OCT
Research Abstract

近年, 医療用システムとして低コヒーレント光干渉を用いた断層画像診断技術, 光コヒーレンストモグラフィ(OCT)が注目されている. OCTを用いることで, 生体組織下数mmに渡って断層画像を容易に取得することができる. OCTの技術向上には幾つかの課題があり, その1つに高分解能化がある. この課題を解決するための手段として, フォトニック結晶ファイバ(PCF)を励起して得られるスーパーコンティニューム(SC)光がある. PCFを用いてSC光を発生させるための最適な条件は, PCFの高い非線形性とSC光帯域の中心波長でPCFがゼロ分散, またはゼロ近傍の正常分散を有していることである. さらに, OCTに用いるPCFはシングルモード動作をする必要がある. 現在, OCTで検討されている主な波長帯は, 眼科では0.83㎛, 皮膚科や消化器科では1.06㎛, 歯科では1.31㎛である.
本研究では, 歯科での応用が検討されている波長1.31㎛帯で, 高効率にSC光を発生させるため, PCFのコア部にゲルマニウム(Ge)を添加した高非線形六角形PCF, 高非線形四角形PCF及び高非線形八角形PCFの3種類を提案し, 有限差分法(FDM)を用いて数値解析し, 理論的に比較検討を行った.
各モデルの数値シミュレーションした結果より, 高非線形四角形PCFが最もよい特性を得ることができた. また, 高非線形四角形フォトニック結晶ファイバが波長1.31㎛帯において, 高い非線形性とゼロ近傍の正常分散を得ることができ, コヒーレンス長がスーパールミネッセントダイオード(SLD)より短くなることが分かった. 従って、歯科用の高分解能の光源として期待できることが確認できた.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究成果が、査読付き学術論文に2編採択され、国際学会で2件発表されており、さらに、英語の著書を1冊発行しているため、計画された研究はおおむね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

本研究では, 歯科での応用が検討されている波長1.31μm帯で, 高効率にSC光を発生させるため, PCFのコア部にゲルマニウム(Ge)を添加した高非線形六角形PCF, 高非線形四角形PCF及び高非線形八角形PCFの3種類を提案し, 有限差分法(FDM)を用いて数値解析し, 理論的に比較検討を行っているが、今後, 皮膚科や消化器科では1.06μmや1.55μm帯についても検討する予定である。

  • Research Products

    (5 results)

All 2013

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Center wavelength adaptation techniques for supercontinuum generating highly nonlinear pure silica core photonic crystal fiber2013

    • Author(s)
      M. A. Hossain, Y. Namihira
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics (JJAP)

      Volume: 52 Pages: 052502-1-502502-9

    • DOI

      10.7567/JJAP.52.052522

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dispersion-flattened supercontinnum light source design at 1.0μm center wavelength for high resolution optical coherence tomography in ophthalmology.2013

    • Author(s)
      M. A. Hossain, Y. Namihira
    • Journal Title

      Optics & Laser Technology

      Volume: 48 Pages: 235-240

    • DOI

      10.030

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Tellurite Nanowire Core Photonic Crystal Fiber2013

    • Author(s)
      Md. Anwar Hossaina, Yoshinori Namihiraa, Taura Yasui, Hiroki
    • Organizer
      The 2013 International Conference on Advancde Technologies for Communication (ATC'13)
    • Place of Presentation
      Ho Chi Mienh, Vietnam
    • Year and Date
      20131016-18
    • Invited
  • [Presentation] High Numerical Aperture Square Lattice Structure Photonic Crystal Fiber for Optical Coherence Tomography2013

    • Author(s)
      T. Yasui, Y. Namihira, M. A. Hossain, H. Higa, and N. H. Hai
    • Organizer
      The 2013 International Conference on Advanced Technologies for Communications (ATC'13)
    • Place of Presentation
      Ho Chi Mienh, Vietnam
    • Year and Date
      20131016-18
    • Invited
  • [Book] Photonic Crystal Fibers for Optical Coherence Tomography Systems2013

    • Author(s)
      Anwar Hossain, Yoshinori Namihira
    • Total Pages
      102
    • Publisher
      LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. KG Heinrich-Böcking-Str. 6-866121, Saarbrücken, Germany

URL: 

Published: 2015-07-15  

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