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超高速ハイブリッドカスケード光電荷変調による極限時間分解撮像デバイスの研究

利用超快混合级联光电荷调制的极限时间分辨成像器件研究

基本信息

批准号：
18H03777
负责人：
川人祥二
金额：
$ 28.54万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-01 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ハイブリッドカスケード光電荷変調素子HyCAMをバイオメディカルイメージングに応用する上で, 光電荷変調素子を用いた時間分解ピクセルの共通原理として, 多窓時間分解の特徴を生かした計測アルゴリズム及び応用実験のための基礎的課題について先行して,研究を進めていくことが重要である. そこで,本年度は, 本課題廃止までの約3か月の期間で, これらの観点で研究を実施し, 以下の成果を得た.時間分解イメージセンサにより生体光散乱を計測する際，システム関数を補正するために既知の光学パラメータをもつファントムが必要になる．基材としてシリコーンを用い，散乱係数および吸収係数の制御にそれぞれ酸化チタン粉末，インディアインクを用い，均一で気泡を含まないファントムの製造法を確立した．時間分解イメージセンサを蛍光寿命イメージングに適用して動作検証するために，市販の実体顕微鏡に光ファイババンドルを介して任意波長の励起光短パルスを導入するための機構を開発した．波長375nm, 405nm, 450nmについて，顕微鏡下で試料を均一に照明できることを確認した．時間分解CMOSイメージセンサをナノ秒以下短パルス光と組み合わせることで，光飛行時間距離計測，光散乱計測，蛍光寿命計測を時間領域で行うことができる．イメージセンサにより得られた時間情報を画素単位で高速フーリエ変換し，ある時間周波数成分を正規化して複素平面上にプロットするフェーザプロットにより，視覚的に解釈しやすい表現が可能となる．システム関数の補正，反復投影法によるデコンボリューションの機能を内蔵した汎用的なフェーザプロットソフトウェアを開発し，その有用性を検証した．

The common principle of time decomposition of photocharge modulator HyCAM is that the characteristics of time decomposition of photocharge modulator HyCAM are generated and measured. This year, the project has been completed for about 3 months, and the following results have been achieved. Time resolution is necessary for measuring biological light scattering, for correcting known optical scattering. The production method of the base material, dispersion coefficient and absorption coefficient is established. The time resolution of the wavelength of the excitation light is different from that of the time resolution of the excitation light. Wavelength: 375nm, 405nm, 450nm, uniform illumination under microscope. Time resolution CMOS technology is used to measure the time and distance of flight, scatter measurement, lifetime measurement and time domain. The time period of the pixel is normalized to the time period of the pixel. The function of the iterative projection method is to verify the usefulness of the system.