コヒーレンス合成光トモグラフィの空間分解能およびダイナミックレンジ向上技術の確立

建立提高相干合成光学断层扫描空间分辨率和动态范围的技术

• 批准号: 12555010
• 负责人: 保立 和夫
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12555010/
• 关键词: 光トモグラフィ; 光コヒーレンス; コヒーレンス関数の合成; 分布型光ファイバセンシング; 光情報処理

申請者が独自に提案して研究成果を蓄積してきた「コヒーレンス合成光トモグラフィ技術・SOCT;Synthesized Optical Coherence Tomography」に関して、最近提案し基礎研究を進めてきた空間分解能の拡大技術およびダイナミックレンジの拡大技術を確立して、3次元散乱媒体から2次元断層像を抽出する装置の実用化指針を得ることが、本研究の目的である。本研究では、眼科検査応用をはじめとする生体断層像形成や、複合材料の構造評価技術としてその実用化が進展しつつも、2次元的機械掃引部分の存在が機能向上にとって障害となっている「光コヒーレンストモグラフィ・OCT;Optical Coherence Tomography」の持つ問題点を解決できるものと期待されている独自手法の確立を目指すものである。本年度は、離散的周波数可変光源として最も優れたSSG-DBR半導体レーザの周波数可変特性を、既に考案している独自の手法によってキャリブレートし、それを基に光源への注入電流駆動波形を改良した。階段的な周波数変化を与えつつ干渉出力を時間平均測定することで、断面情報を選択抽出できるのが本方法の特徴である。ここで、各段での強度も同期して変化させることにより選択断面以外からの散乱を抑圧することに成功し、ダイナミックレンジを約15dB改善した。また、本レーザの広い周波数可変範囲を活用することにより、空間分解能の改善も図れる。本年度は、本技術を分布型光ファイバ側圧センサに適用して、従来9mであった分解能を2.5mにまで改善することができた。

The applicant has submitted a proposal for the establishment of a large technology for spatial decomposition and the realization of a device for extracting 2D Tomography images. This study aims to explore the application of Optical imaging in the field of biological Tomography, structural evaluation of composite materials, and practical progress in the field of optical imaging. The existence of mechanical scanning in 2-D is a functional obstacle to the development of optical Coherence tomography. This year, the cycle number of discrete variable light sources is optimized, and the cycle number of SSG-DBR semiconductors is optimized. The characteristics of this method are that the frequency change of each stage can be measured on a time-average basis with the output of the power supply, and the section information can be selected and extracted. The intensity of each segment is reduced by about 15dB. The number of cycles in the matrix can be varied to improve the spatial resolution. This year, the technology is applied to distributed optical fiber, and the decomposition energy is improved by 2.5m.

项目成果

K.Hotate,Z.-Y.He and T.Kitazume: "Surface shape measurement for multi-layered object by synthesis of optical coherence function"J.of Selected Topics in Quantum Electronics. 6・5. 723-729 (2000)

K. Hotate，Z.-Y. He 和 T. Kitazume：“通过合成光学相干函数进行多层物体的表面形状测量”J. 量子电子学专题 6・5（2000 年）。

K.Hotate.Z-Y.He and T.Kitazume: "Surface shape measurement for multi-layered object by synthesis of optical coherence function"Proc.International Conference on Trends in Optical Non-destructive Testing. 327-334 (2000)

K.Hotate.Z-Y.He 和 T.Kitazume：“通过合成光学相干函数进行多层物体的表面形状测量”Proc.国际光学无损检测趋势会议。

K.Hotate,X.Song and Z.-Y.He: "Stress-location measurement along an optical fiber by synthesis of triangle-shape optical coherence function"IEEE Photonics Technology Letters. 13・3. (2001)

K. Hotate、X. Song 和 Z.-Y。“通过合成三角形光学相干函数进行光纤应力位置测量”IEEE 光子技术快报 13・3。

Z.-Y.He and K.Hotate: "Enlargement of dynamic range by hamming window in synthesis of optical coherence function"Proc.CLEO/QELS 2000. 570-571 (2000)

Z.-Y.He 和 K.Hotate：“光学相干函数合成中通过汉明窗扩大动态范围”Proc.CLEO/QELS 2000. 570-571 (2000)

保立和夫: "光ファイバセンシング技術の新展開「新しいフォトニクス時代の材料とデバイス」"ティー・アイ・シー. 82-91 (2000)

Kazuo Hotate：“光纤传感技术的新发展“新光子学时代的材料和器件””TIC 82-91 (2000)。