バクテリオロドプシンを用いた光論理回路

使用细菌视紫红质的光学逻辑电路

• 批准号: 05750037
• 负责人: 岡田 佳子
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750037/
• 关键词: バクテリオロドプシン; 位相共役光学; 縮退4光波混合; 偏光記録; フォトニクス

バクテリオロドプシン(以下bRと略)は、分子サイズ単位で可視光に反応して脱色し、もとへもどるサイクルを安定に繰り返すという優れた性質をもつ光受容タンパク質である。このフォトクロミズムを利用して縮退4光波混合による位相共役波の発生を行い、偏光情報を記録できる、すなわち入力光の偏光によって出力光の偏光を制御できることを確認してきた。本研究では全ての情報を光信号にのせて処理する光-光制御技術(フォトニクス)の一端として、生体素子bRの最もユニークな特徴である偏光の認識性を応用し、偏光状態を情報のキャリア(例えば、縦偏光をtrue,横偏光をfalse)とする入出力すべて光を用いた純光学的な論理回路の設計と動作確認を行い、入出力すべて光を用いた論理回路を実現した。Ar^+レーザを用いた4光波混合実験において、1/2波長板を用いて書き込み光と読みだし光の偏光を180°変化させ、縦偏光をtrue(or 1)、横偏光をfalse(or 0)とし、発生する位相共役波の偏光(縦あるいは横)を演算結果とする光論理回路の設計を行った。まず偏光特性をそのまま利用してexclusive or回路を構築し、さらに1/2波長板、偏光ビームスプリッター等偏光素子を用いてand,or回路を設計、構成した。入力光がビームの場合には数点の偏光素子を用いるだけでand,or回路の構築が出来、ともに高速応答を示した。さらに入力光の画像への拡張を試みたが、直交する偏光を含む画像サンプルの作製が困難であったため画像の論理演算実現には至らなかった。しかしプローブ光を直交する偏光をもつ2画像とし、これを同時に2重書き込みしたところ偏光子1点で2画像の和・差演算に成功し、bRを用いた生体素子が画像情報処理に有用であることを確認した。

In addition to the above, it is also possible to obtain the following properties: molecular weight, single position, visible light, reflection, decolorization, stability, stability, etc. This is the first time that we've seen a picture of a person who's been in a room for a long time. In this paper, we study the cognitive application of polarization in the processing of all kinds of information and optical signals, and the application of polarization state information and optical control technology.(For example, the input force is true, the transverse polarization is false, and the input force is true.) The design and operation of the pure optical logic circuit are confirmed. Ar^+ is used in the design of optical logic circuits for 4-wave mixing, 1/2 wavelength plates, and the calculation results of polarization, polarization, and phase co-operation. The polarization characteristic is used to design and construct exclusive or loop, such as 1/2 wavelength plate and polarization detector. In the case of incident light, the polarizer of a number of points is used,or the circuit is constructed, and the high-speed response is indicated. In addition, the image of the incident light is difficult to control, and the orthogonal polarization is difficult to control. 2 images, 2 polarizers, 2 polarizers, 2 polarizers

项目成果

岡田佳子: "生物を用いた光情報記録・変換素子" 応用物理学会日本光学会第30回サマーセミナー論文集. 1-13 (1993)

冈田芳子：“使用生物体的光学信息记录/转换装置”日本光学学会第30届夏季研讨会论文集，日本应用物理学会1-13（1993）。

Y.Okada,I.Yamaguchi,J.Otomo & H.Sasabe: "Polarization Properties in Phase Conjugation with Bacteriorhodopsin" Jpn.J.Appl.Phys.32. 3823-3832 (1993)

冈田勇、山口一、大友杰

Y.Okada-Shudo: "Optical Applications of Bacteriorhodopsin Films" Proceedings of Third International Conference of The International Society on OWLS. (1994)

Y.Okada-Shudo：“细菌视紫红质薄膜的光学应用”国际 OWLS 学会第三届国际会议论文集。

岡田佳子: "バイオ素子による光情報処理" 光アライアンス. 10. 46-47 (1993)

Yoshiko Okada：“使用生物器件进行光学信息处理”Hikari Alliance。10. 46-47 (1993)

岡田佳子: "有機生体材料へのホログラム記録" 写真工業. 2. 112-115 (1993)

Yoshiko Okada：“有机生物材料的全息记录”《摄影工业》2. 112-115 (1993)。