高次強度-位相変換法に基づいた瞬時高精度医用定量位相イメージング法の開発

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本研究課題では，それまでに開発してきた単一露光強度輸送定量イメージング法のさらなる高性能化・高機能化を目的として，光エネルギー効率および中間データとして使用するデフォーカス撮影像データの品質の向上と，偏光の性質を利用したデフォーカス像の増加による最終的な位相計測精度の向上の二つを主な目的としている．2022年度は前者への取り組みはほとんどなく,後者の検討を中心におこなった．提案法では，特殊なホログラムパターンによる光の変調を利用して，撮像素子面の領域を九つに分割し，中心に表れる合焦像のまわりに八つの異なるデフォーカス像を一度に取得し，これらを用いて位相分布を計測している．さらに異なるデフォーカス像を増加させることにより計測精度の向上が期待できるが，撮像素子面の領域は有限であり，単純にその分割数を増やすだけではそれぞれのデフォーカス像に割り当てられる画素数が低下，すなわち取得されるデフォーカス像の品質低下につながり，計測精度の向上は見込めない，もしくはその効果が限定的である．そこで本研究課題では偏光の性質に着目し，直交する二つの偏光に対して焦点距離が異なる偏光ディレクトフラットレンズにより従来の八つのデフォーカス像を多重化して2倍にすることを検討した．まず，コンピューターによるシミュレーションで当該素子を用いることで直交する偏光として2倍の像が生じるかどうかを検証したが，現状保有するものでは焦点距離が長すぎるため適切な調整が困難であった．そこで，偏光依存性のある空間光変調器をこの素子に替えて使用することを想定して同様のシミュレーションをおこない，所望の像が得られることが確認できた．しかし，これを用いて計測された位相分布は従来のものと同等，もしくは劣るものであった．次年度以降は，この原因を追究し精度の向上に努める予定である．