100GHz帯音響レーザー共振器の創成と超高感度バイオセンサへの応用

100GHz频段声激光谐振腔的研制及其在超灵敏生物传感器中的应用

• 批准号: 21650127
• 负责人: 荻 博次
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21650127/
• 关键词: バイオセンサー; 超音波共振; ナノ薄膜; シリコン基板; ピコ秒超音波; ブリルアン振動; 薄膜; フォノン共鳴; フェムト秒レーザー; バイオセンサ; 高感度化; 抗原抗体反応

本研究では共振周波数が100ギガヘルツを超える超高周波共振振動子を創成し,極短パルスレーザー光により薄膜振動子の共振周波数を非接触状態で測定し,超高感度のバイオセンシングシステムの中核技術を確立することを目標とする.本年度は,フェムト秒パルスファイバレーザーを用いたブリルアン振動の観測に従事した.フェムト秒パルスファイバレーザーは安定性に極めて優れており,これまでのチタン・サファイアフェムト秒パルスレーザーとは異なり,長時間の稼働に対するベースラインの脈動を大きく低減させることが期待された.ただし,出力がチタンサファイアフェムト秒パルスレーザーに比べて低いため,これまでのように,2色を用いたポンプ・プローブ計測(800nmのポンプ光と400nmのプローブ光)を行うことが困難であった.そこで,パルス光が直線偏光であることを利用して,垂直と水平の偏光方向によってポンプ光とプローブ光を分離する手法を考案し,これに対する光学系を構築した.その結果,従来よりもS/N比の高い光学システムを構築することに成功した.これを用いて,シリコン内のブリルアン振動を観測したところ,従来の深度よりも5倍程度の深度において,シリコン内部を侵入する光の回折を観測することに成功した.この光学系を用いることにより,Si基板上に成膜した薄膜の励起も可能となり,また,出力安定性に優れていることから,超高感度バイオセンサの実用における大きな進展となった

This study で は resonance frequency count が 100 ギ ガ ヘ ル ツ を super え る ultra high frequency resonance vibration son を chuang cheng し, very short パ ル ス レ ー ザ ー light に よ り membrane oscillator の state of resonance frequency count を non-contact で し, ultra high sensitivity の バ イ オ セ ン シ ン グ シ ス テ ム の nuclear technology を establish す る こ と を target と す る. This year は フ ェ ム ト seconds パ ル ス フ ァ イ バ レ ー ザ ー を with い た ブ リ ル ア ン vibration の 観 measuring に 従 matter し た. フ ェ ム ト seconds パ ル ス フ ァ イ バ レ ー ザ ー は stability に extremely め て optimal れ て お り, こ れ ま で の チ タ ン · サ フ ァ イ ア フ ェ ム ト seconds パ ル ス レ ー ザ ー と は different な り, long の grain 働 に す seaborne る ベ ー ス ラ イ ン の Big pulstion を き く low cut さ せ る こ と が expect さ れ た. た だ し, output が チ タ ン サ フ ァ イ ア フ ェ ム ト seconds パ ル ス レ ー ザ ー に than べ て low い た め, こ れ ま で の よ う に, 2 color を with い た ポ ン プ · プ ロ ー ブ measuring (800 - nm の ポ ン プ と 400 nm light の プ ロ ー ブ light) line を う こ と が difficult で あ っ た. そ こ で, パ ル ス が linear polarized light で あ る こ と を using し て, vertical と horizontal の polarization direction に よ っ て ポ ン プ light と プ ロ ー ブ す を separated る gimmick し を test case, こ れ に す seaborne る optics を build し た. そ の results, 従 to よ り も high S/N ratio is の い optical シ ス テ ム を build す る こ と に successful し た. こ れ を with い て, シ リ コ ン Within の ブ リ ル ア ン vibration を 観 measuring し た と こ ろ, 従 to の depth よ り も 5 times the depth degree の に お い て, シ リ コ ン internal を intrusion す る light の inflexion を 観 measuring す る こ と に successful し た. こ の を department of light with い る こ と に よ り, Si substrate に film-forming し た film の wound up も may と な り, ま た, output stability に optimal れ て い る こ と か Youdaoplaceholder0, ultra-high sensitivity バ セ セ サ <s:1> practical における large な な progress となった

项目成果

Ultrathin Film Resonators Excited by Ultrafast Light Pulses and Their Application to Label-free Biosensors

超快光脉冲激发的超薄膜谐振器及其在无标记生物传感器中的应用

• 发表时间: 2010
• 作者: H.Ogi;T.Kawamoto;N.Nakamura;Yo Nakamichi;M.Hirao
• 通讯作者: M.Hirao

超高感度振動子バイオセンサの創成:診断・創薬への貢献を目指して

创建超灵敏传感器生物传感器：旨在为诊断和药物发现做出贡献

• 发表时间: 2010
• 作者: 李麗;堀江佐知子;陳鋭;渡邊夕紀子;阪本真弥;森士朗;高橋昭喜;小玉哲也;谷下一夫;荻博次
• 通讯作者: 荻博次

Ultrathin Film Oscillator Biosensors Excited by Ultrafast Light Pulses

由超快光脉冲激发的超薄膜振荡器生物传感器

• 发表时间: 2010
• 期刊: Biosen.Bioelectron.
• 作者: H.Ogi;T.Kawamoto;N.Nakamore;M.Hirao;M.Nishiyama
• 通讯作者: M.Nishiyama

超高周波レーザー超音波法によるナノ構造物の弾性計測と非破壊検査

超高频激光超声法纳米结构的弹性测量和无损检测

• 发表时间: 2010
• 作者: H.Ogi;T.Kawamoto;N.Nakamura;Yo Nakamichi;M.Hirao;Kodama T;荻博次
• 通讯作者: 荻博次