レーザー励起空中散乱ボクセルを用いた自由空間ボリュメトリックディスプレイの研究

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本研究では，体積映像表示におけるボクセルのカラー化に注目し，空気中で色を任意に変えることができるフェムト秒レーザー励起散乱ボクセルの実証と，体積映像描画への適用を行う．本年度は，波長515 nmの緑色フェムト秒レーザーの空気中への集光照射で得られるボクセルについて，レーザー照射条件と色変化の関係を調査した．ボクセルを同一のレーザー照射条件で詳細に観察するための光学系を構築した．この観察光学系は，レーザーの光軸と垂直方向からカメラと分光器をボクセルを挟むように配置することで構築され，ひとつのレーザー照射条件に対して形状や色，スペクトルの同時取得を可能にした．取得されたボクセルの拡大像から，ボクセルの色は，照射されるレーザーの直線偏光方向に依存して，白色から緑色に変化することが観察された．さらに緑色ボクセルは，励起光と同じスペクトルを有し，直線偏光方向と垂直の方向から観察する場合に，もっとも強い光強度を有することが明らかとなった．これは，緑色フェムト秒レーザーが形成したボクセルに，励起光が光散乱することで生じる色変化と考察された．つぎに，励起パルスと照明パルスを分離し，任意の時間差を与えることができるダブルパルス励起光学系を構築した．これにより，励起パルスで形成したボクセルへ照明パルスを与えるタイミングと散乱光強度の関係の観察が可能になる．以上の成果は，国内外の研究会や学会で報告された．