光コヒーレンストモグラフィ用高速・広帯域波長可変光ファイバレーザの研究

用于光学相干断层扫描的高速宽带波长可调谐光纤激光器的研究

• 批准号: 13J09498
• 负责人: 田久保 勇也
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J09498/
• 关键词: 光コヒーレンストモグラフィ; 波長可変ファイバレーザ; OCT; 光ファイバレーザ; 波長可変; 波長可変レーザ; 波長分散; 断層撮影

本研究では光コヒーレンストモグラフィ(OCT)応用に向けた波長可変ファイバレーザの研究開発を行った。OCTは高分解能のリアルタイム撮影ができるイメージング技術であり、高速・広帯域・狭瞬時スペクトル幅で波長掃引ができるレーザが求められてる。本研究で扱った分散チューニングレーザでは、波長分散と能動モード同期を組み合わせることで電気的な波長制御を可能としている。このレーザでは速度や帯域が機械的な波長選択フィルタで制限されないため、OCT応用に非常に適している。分散チューニングレーザを用い、これまで250kHzの高速掃引時にOCT画像の撮影に成功しているが、イメージング深度が1mmに満たないという欠点があった。この問題を解決するためにはレーザの瞬時スペクトル幅を0.1nm以下にする必要がある。そこで分散チューニングの掃引時のシミュレーションを行い、パラメータを様々に変化させつつ特性を調べた。結果、スペクトル幅を狭くするためにはモード同期の変調周波数を高くする必要があることがわかった。しかし分散チューニングにおいては変調周波数を高くすると、波長可変帯域が狭まってしまう。この問題を解決するために、パルス変調を用いて分散チューニングを行った。シミュレーションと実験の双方から特性の確認を行い、変調周波数を低く保ったままスペクトル幅を狭くすることに成功した。実際にOCT画像の撮影を行い、イメージング深度が1.3mmまで向上したことが確認できた。また分散チューニングレーザは非線形な波長掃引を行うことで、掃引スペクトルの形状を制御することができる。適切な掃引波形を計算によって求めることにより、掃引スペクトルの平坦化に成功した。またこれを広帯域光源を用いるOCTに応用することにより、画像のノイズが低減することが確認できた。

This study aims to explore the possibility of wavelength change in OCT applications. OCT provides high resolution, high bandwidth, and short range wavelength scanning. In this study, wavelength dispersion and dynamic synchronization are discussed. The speed and bandwidth of the laser beam are very suitable for mechanical wavelength selection and OCT application. The OCT image was successfully captured at a high scanning speed of 250kHz, and the OCT depth was 1 mm. This problem is solved by changing the amplitude of the sample to 0.1 nm. This is the first time that the company has been involved in the development of the company's products. As a result, the amplitude of the pulse is narrow, and the frequency of the pulse is high. The frequency of the modulated wave is high and the wavelength range is narrow. The problem is solved in a decentralized way. The number of cycles is low and the amplitude is narrow. In practice, OCT images are captured at a depth of 1.3 mm and confirmed upward. The dispersion of the wavelength sweep is controlled by the shape of the non-linear sweep. The sweep waveform is calculated and flattened successfully. This is the first time I've ever seen a picture of someone who's been in the picture.

项目成果

分散チューニングファイバレーザのフーリエドメインOCT応用

色散调谐光纤激光器的傅里叶域OCT应用

• 发表时间: 2014
• 作者: A. Kakigi;Y. Takubo;N. Egami;A. Kashio;M. Ushio;T. Sakamoto;S. Yamashita and T. Yamasoba;田久保勇也，山下真司;Y. Takubo and S. Yamashita;Y. Takubo and S. Yamashita;田久保勇也，山下真司;田久保勇也，山下真司;田久保勇也，山下真司
• 通讯作者: 田久保勇也，山下真司

Wide and fast wavelength-swept fiber lasers based on dispersion tuning and their application to optical coherence tomography

• DOI: 10.1007/s13320-013-0129-0
• 发表时间: 2013-10
• 期刊: Photonic Sensors
• 影响因子: 4.4
• 作者: S. Yamashita;Y. Takubo

分散チューニング波長掃引ファイバレーザのスペクトラルドメインOCTへの応用

色散调谐波长扫频光纤激光器在谱域OCT中的应用

• 发表时间: 2014
• 作者: 田久保勇也;山下真司
• 通讯作者: 山下真司

Evaluation of the Internal Structure of Normal and Pathological Guinea Pig Cochleae Using Optical Coherence Tomography

• DOI: 10.1159/000354620
• 发表时间: 2013-01-01
• 期刊: AUDIOLOGY AND NEURO-OTOLOGY
• 影响因子: 1.6
• 作者: Kakigi, Akinobu;Takubo, Yuya;Yamasoba, Tatsuya
• 通讯作者: Yamasoba, Tatsuya

パルス変調を用いた分散チューニングレーザによるOCTシステムの光到達深度の向上

使用脉冲调制色散调谐激光器提高 OCT 系统的光学深度

• 发表时间: 2015
• 作者: A. Kakigi;Y. Takubo;N. Egami;A. Kashio;M. Ushio;T. Sakamoto;S. Yamashita and T. Yamasoba;田久保勇也，山下真司;Y. Takubo and S. Yamashita;Y. Takubo and S. Yamashita;田久保勇也，山下真司
• 通讯作者: 田久保勇也，山下真司