浮遊型マルチプローブAFM

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本研究の目的は、急峻な形状を有する、例えば球形細胞などの形状を高速かつ非接触で計測するための浮遊型マルチプローブAFM技術の確立である。急峻な段差形状を計測するために、独立した浮遊プローブを光圧力により捕捉し位置姿勢を制御する浮遊型マルチプローブAFMを提案する。本手法では、各プローブが独立していることから、各光束による光圧力を操作することにより急峻な段差や側面計測も可能である。また、2次元の振動計測技術として、ストロボ位相差方式を提案する。これは、2次元観察が可能であるCCDカメラを受光デバイスとして用い、プローブの固有振動数と同期してストロボ撮影することにより、差周波数のみを2次元で同時計測する技術である。また、マイクロレンズアレイや液晶波面補正技術等による、マルチ集光光束制御技術について研究を行う。既に我々は、数μm間隔の近接した2点に集光光東を照射して浮遊単一細胞を回転制御する近接2光束ピンセット技術を確立している。また、光音響変調素子(AOMI:Acoustic Optical Modulator)により光束をチョッパリング操作し、単位時間当たりの照射時間を変化させて回転速度を制御する技術も確立している。更に,培養液中に浮遊させた桿状マイクロプローブを2光束の間隔を操作することで、プローブの姿勢を制御することにも成功している。本申請では、バネ質量ダッシュポットの制御力学モデルを構築し、高精度なプローブの多自由度制御技術の確立を行った。