2014 Fiscal Year Research-status Report
生体用内視鏡のための低電圧静電駆動型マイクロ三次元光スキャナ
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25820132
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
佐々木 敬 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60633394)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | マイクロミラー / 焦点可変ミラー / 共振 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成26年度は共振型焦点可変ミラーの大気圧下での大振幅化および二軸スキャナを用いたレーザ走査型共焦点顕微鏡の光学系の構築および画像表示ソフトの開発を行った。
(1)共振型焦点可変ミラーの大気圧下での大振幅化
前年度での実験結果より、共振型焦点可変ミラーは大気圧環境下で真空環境下より振動振幅が小さくなる傾向が得られた。大きな振動振幅を得るために真空パッケージを用いる方法も考えらえるが、製作が難しくなる問題も発生する。大気中で大きな振動振幅が得られる構造が望ましい。大気中で振動振幅が小さくなる原因は、大気中へのエネルギ散逸が原因であると考えられる。大気中へ放射される音波を低減するため、音響空洞を備えた共振型焦点可変ミラーを試作し評価した。音響空洞の長さにより振動振幅は変化した。振動振幅は音響空洞の長さにより約4倍変化し、音響を考慮した設計が大気圧環境下での共振型焦点可変ミラーの大振幅化に有用であることが分かった。
(2)MEMSスキャナを用いたレーザ走査型共焦点顕微鏡の開発
レーザー走査型顕微鏡の光学系にはMEMS二軸スキャナ、ヘリウムネオンレーザー、光ファイバカプラ、光電子増倍管、I/V変換回路、レンズを用いた。画像表示システムにはA/D変換ボード、LabVIEWを用いた。ソフトの開発を行い、画像表示システムを構築した。MEMSスキャナの高速軸を約20kHz、低速軸を約60Hzで駆動し、300um幅の金パターンのリアルタイム観察ができた。光学系およびソフト部分の原理検証ができ、顕微鏡として使用するための基盤ができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では、焦点可変ミラーの低電圧化技術の開発、低電圧静電駆動型の焦点可変ミラーを組み込んだマイクロ三次元光スキャナの実現、低電圧静電駆動型のマイクロ三次元光スキャナを用いた顕微鏡の実現を目標としている。現在までに共振型の焦点可変ミラーを提案し従来よりも低電圧駆動が可能であることを示し、また、共振型焦点可変ミラーを用いた共焦点計測を実証している。また、2軸のMEMSスキャナを用いたレーザー走査型共焦点顕微鏡を試作し、金属パターンのリアルタイム観察を実証している。平成27年度に予定している低電圧静電駆動型の焦点可変ミラーを組み込んだマイクロ三次元光スキャナの実現を除きおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の推進方策であるが、まず、低電圧静電駆動型の焦点可変ミラーを組み込んだマイクロ三次元光スキャナの試作する。また、現在までに取り組んでいたレーザー走査型共焦点顕微鏡にデバイスを組み込み、特性を評価し、低電圧駆動で三次元計測できることを実証する。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり、平成27年度の請求額と合わせ、平成27年度の研究遂行に使用する予定である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額はデバイスの製作及び評価の際に必要となるSOIウエハと光学部品等の購入に使用する予定である。
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