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Construction of a confocal THz near-field spectroscopic imaging system and its biomedical applications.

共焦太赫兹近场光谱成像系统的构建及其生物医学应用。

基本信息

批准号：
22H01550
负责人：
村上博成
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

これまでの研究に用いてきた反射型テラヘルツ（THz）近接場分光イメージングシステムでは，試料ホルダーを兼ねたテラヘルツエミッター内で発生するテラヘルツ点光源（レーザー集光位置で発生）がガルバノスキャナによって2次元的に走査され，試料との近接場相互作用を介して反射してくるテラヘルツ波はガルバノスキャナを介さずに，反射後すぐにITO膜を使ってテラヘルツ波検出素子であるLT-GaAs光スイッチ部へと集光されていた．よって，テラヘルツ点光源部とLT-GaAs光スイッチ部は光学的に共焦点として一致させることは不可能であった．このため，走査領域が広くなりテラヘルツ点光源の位置がイメージング中心位置から離れるにしたがって反射してくるテラヘルツ波のLT-GaAs光スイッチ部への集光位置はズレてしまい，その検出効率が落ちていた．よって本研究では，ガルバノスキャナからテラヘルツエミッターまでの光学系を構成するレンズとして，レーザー光とテラヘルツ波に対して同程度の屈折率を有するTsurupicaレンズを使用した．また検出器であるLT-GaAs光スイッチの位置の変更も行った．これにより反射してくるテラヘルツ波もガルバノスキャナを介して光スイッチまで導入する共焦点光学系を構築した．この構成によりテラヘルツ点光源（励起用レーザー集光位置）と検出器上のテラヘルツ波集光部が常に共焦点となるため，狭領域から比較的広い領域のイメージングにおいてテラヘルツ波の集光効率をほとんど落とすことなくイメージング可能なシステムが構築できた．また，テラヘルツスペクトルの精密・高感度測定のため，テラヘルツ放射部から検出部までの光学系をアクリルボックスで囲うことにより，またその内部をドライ窒素で置換することによりテラヘルツ波の水分による吸収を防ぎ，計測する信号のSN比の向上を行った．現状5倍程度のSN比の向上に成功している．

This study uses a reflective light source (THz) near field spectrometer to detect light from a point light source.(The position of the light collector is generated). The two-dimensional investigation shows that the near-field interaction between the sample and the light collector is reflected. After reflection, the ITO film is formed. The LT-GaAs light collector is formed. The light source part of the LT-GaAs light source part of the optical confocal point is impossible. The position of the point light source in the search field is different from that in the center position. The position of the point light source in the search field is different from that in the center position. In this study, the structure of the optical system was studied. LT-GaAs optical fiber switch position and change operation. A confocal optical system is constructed for the reflection of light. The composition of the light source (excitation light collection position) and the light collection part of the detector is always in common focus. The narrow field is compared with the middle field of the light collection efficiency of the light source. For precision and high sensitivity measurement, the emission part of the optical system, the internal part of the emission part of the emission part Status 5 times higher than SN success rate.