多波長テラヘルツパラメトリック発生を用いたシングルピクセルイメージング

シングルピクセルイメージングとは、光に空間的な変調をかけることで単一画素の検出器でも二次元画像を得られる方式で、圧縮センシングと組み合わせることで少ない測定点でも画像を再構成出来る特徴がある。本研究では我々独自の波長可変テラヘルツ波光源である光注入型テラヘルツ波パラメトリック発生器(is-TPG)と、シングルピクセルイメージングの手法を組み合わせることで、広いダイナミックレンジを有する高速分光イメージングを目指している。昨年度までに64ピクセルのイメージングを行い、遮蔽物越しであってもサンプル形状を把握できた。しかし、十分な画素数ではなく、またノイズも多く綺麗な画像とは言えなかった。そこで本年はマスクの変更及び実験系の改良により画質向上を目指した。これまで用いてきたアダマールマスクでは、マスク間の回折量が異なる影響を無視できない点や、銀ナノ粒子インクで印刷したマスクでは画素数を上げる≒ピクセルサイズを細かくすることによる印刷品質の悪化、マスク数増加に伴う物理的なサイズの制限（マスクを多くするとマスクの総面積が増えることによってステージによるマスク掃引が難しくなる）などがあり、解像度向上は容易ではなかった。そこで、マスクを1/4ピクセルずつ動かすことで擬似的に解像度を向上させるマイクロスキャニングの導入、及び回折による画質悪化の影響を最小限に押さえて解像度を向上させるために、従来とはマスク形状の異なる、Cyclic Hadamard S-masksと呼ばれるマスクを導入した。加えて、分光イメージング実現に向けた光源開発も進めており、is-TPGとチェレンコフ位相整合を組み合わせた新たな光源を開発し、10波長以上もの多波長テラヘルツ波発生を確認できた。

シングルピクセルイメージングとは、光に空間的な変調をかけることで単一画素の検出器でも二次元画像を得られる方式で、圧縮センシングと組み合わせることで少ない測定点でも画像を再構成出来る特徴がある。本研究では我々独自の波長可変テラヘルツ波光源である光注入型テラヘルツ波パラメトリック発生器(is-TPG)と、シングルピクセルイメージングの手法を組み合わせることで、広いダイナミックレンジを有する高速分光イメージングを目指している。昨年度までに64ピクセルのイメージングを行い、遮蔽物越しであってもサンプル形状を把握できた。しかし、十分な画素数ではなく、またノイズも多く綺麗な画像とは言えなかった。そこで本年はマスクの変更及び実験系の改良により画質向上を目指した。これまで用いてきたアダマールマスクでは、マスク間の回折量が異なる影響を無視できない点や、銀ナノ粒子インクで印刷したマスクでは画素数を上げる≒ピクセルサイズを細かくすることによる印刷品質の悪化、マスク数増加に伴う物理的なサイズの制限（マスクを多くするとマスクの総面積が増えることによってステージによるマスク掃引が難しくなる）などがあり、解像度向上は容易ではなかった。そこで、マスクを1/4ピクセルずつ動かすことで擬似的に解像度を向上させるマイクロスキャニングの導入、及び回折による画質悪化の影響を最小限に押さえて解像度を向上させるために、従来とはマスク形状の異なる、Cyclic Hadamard S-masksと呼ばれるマスクを導入した。加えて、分光イメージング実現に向けた光源開発も進めており、is-TPGとチェレンコフ位相整合を組み合わせた新たな光源を開発し、10波長以上もの多波長テラヘルツ波発生を確認できた。