並列光変調デバイスと回折光学素子を組み合わせたハイブリッド光マニピュレーション

结合并行光学调制装置和衍射光学元件的混合光学操纵

• 批准号: 17760044
• 负责人: 小倉 裕介
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760044/
• 关键词: 光マニピュレーション; 垂直共振器型面発光レーザー; 空間光変調器; 回折光学素子; 並列光変調デバイス; 動的光パターン; スポットアレイ; ハイブリッド

本研究では、並列光変調デバイスと高機能な回折光学素子(DOE)を組み合わせた動的光パターン生成方法を開発し、ハイブリッド光マニピュレーションに応用して有用性を示すことを目的とする。並列光変調デバイスには、空間光変調器(SLM)または並列アレイ光源(VCSEL)を採用し、各方式の特長や問題点を明らかにする。本年度の研究により得られた成果・知見は以下のとおりである。1.VCSELアレイ単独使用時よりも高密度にスポットアレイパターンを生成するためのDOEや、VCSELアレイの発光スイッチングのみで三次元空間内にスポットを生成するためのDOEについて検討し、要求した機能を持つDOEを設計することができた。2.回折格子のパターン複製機能を利用することで、SLM上に表示した単純なブレーズ化格子の格子ピッチを変更するのみで、SLM単独利用時よりも広範囲の複数の位置において、全く同一の三次元操作を同時に実行できることを確認した。複雑な物体操作を低い計算コストで実行する手法として有用であると考えられる。3.VCSELアレイと回折格子を組み込んだ実験システムを構築し、発光パターンを制御することで、単一のVCSELアレイ像よりも広範囲にわたって複数の物体を三次元並列操作できることを実証した。本方式により、デバイスの仕様による制限を緩和し、マニピュレーションシステムとしての性能を実効的に向上できることが明らかとなった。4.VCSELアレイの発光スイッチングによる操作における物体の運動をモデル化し、実験における物体の運動をほぼ正しく表現できることを確認した。また、フィッティングにより、本実験環境における物体操作のパラメータを求めることができた。

这项研究旨在开发一种动态光学模式生成方法，该方法将平行的光学调制设备与高性能衍射光学元素（DIS）结合在一起，并通过将其应用于混合光学操作来证明其有用性。并行光学调制设备采用空间光调制器（SLM）或并行阵列光源（VCSEL）来阐明每种方法的特征和问题。从今年的研究中获得的结果和发现如下。 1。我们已经能够研究以比单独使用VCSEL阵列在更高密度生成斑点阵列模式，并且仅使用VCSEL阵列的光发射开关在三维空间中生成斑点，并且设计的功能可用于所需的功能。 2。通过利用衍射光栅模式复制函数，可以证实，通过简单地更改SLM上显示的简单燃烧光栅的光螺距，就可以在更宽范围的多个位置同时执行相同的三维操作，而不是单独使用SLM。它被认为是一种以低计算成本执行复杂对象操作的技术。 3。我们已经构建了一个结合VCSEL阵列和衍射光栅的实验系统，并证明，通过控制发射模式，可以在更宽的范围内以三维并行方式操作多个对象，而不是单个VCSEL阵列图像。据透露，由于设备规范的规格，该方法可以减轻限制，并有效地改善操纵系统的性能。 4.对物体在操作过程中通过发射光阵列的发光切换在操作过程中的运动进行了建模，并确认实验中对象的运动几乎可以以正确的方式表示。此外，拟合使我们能够在此实验环境中确定对象操纵的参数。

项目成果

Local Area Manipulation of DNA Molecules for Photonic DNA Memory

用于光子 DNA 记忆的 DNA 分子局部操作

• 发表时间: 2006
• 期刊: Lecture Notes in Computer Science 4287
• 作者: Rui Shogenji;Naoya Tate;Taro Beppu;Yusuke Ogura;Jun Tanida
• 通讯作者: Jun Tanida

Parallel translation of microscopic objects in three-dimensional traps by sequential change of emitting vertical-cavity surface-emitting lasers

通过发射垂直腔表面发射激光器的顺序变化实现三维陷阱中微观物体的平行平移

• 发表时间: 2006
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics 45・4A
• 作者: Yusuke Ogura;Kosuke Watanabe;Jun Tanida
• 通讯作者: Jun Tanida

回折光学素子と空間光変調器を組み合わせた並列光マニピュレーション

结合衍射光学元件和空间光调制器的并行光学操纵

• 发表时间: 2005
• 期刊: Optics Japan 2005 講演予稿集
• 作者: Rui Shogenji;Naoya Tate;Taro Beppu;Yusuke Ogura;Jun Tanida;Y.Ogura et al.;小倉裕介 他
• 通讯作者: 小倉裕介 他

Photonic translation of DNAs between microscopic beads and a substrate for a photonic DNA memory

DNA 在微小珠子和光子 DNA 记忆基底之间的光子翻译

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proceedings of SPIE 6327
• 作者: Yusuke Ogura;Taro Beppu;Rui Shogenji;Jun Tanida
• 通讯作者: Jun Tanida

VCSELアレイの発光パターン制御に基づく三次元並列物体輸送

基于VCSEL阵列发射模式控制的三维并行物体传输

• 发表时间: 2005
• 期刊: 第66回応用物理学会学術講演会 講演予稿集
• 作者: Rui Shogenji;Naoya Tate;Taro Beppu;Yusuke Ogura;Jun Tanida;Y.Ogura et al.;小倉裕介 他;小倉裕介 他
• 通讯作者: 小倉裕介 他