北海道大学
岡山大学
科学技術振興機構（JST)
◆ポイント
- 超高速の光パターン照明手法を開発。
- 独自開発の高速空間光変調器と、照明パターン形状を拡張する「すりガラス」により実現。
- 生体計測の高速化・大規模化や金属3Dプリンタ・レーザ加工の生産効率向上に期待。
北海道大学電子科学研究所の渋川敦史准教授、三上秀治教授、岡山大学学術研究院医歯薬学域（薬）の須藤雄気教授、韓国科学技術院（KAIST）生物・脳工学科のムサク・ジャング助教授らの研究グループは、超高速の光パターン照明手法の開発に成功しました。
空間光変調器（Spatial Light Modulator、以下SLM）は、複雑なパターンの照明を可能とする電子デバイスで、例えばプロジェクタの表示デバイスとして、世界中で普及しています。しかしながら、SLMのパターン切り替え速度は最短でも50マイクロ秒程度にとどまるため、その性能はこれまで十分に生かされていませんでした。
そこで、本研究では、SLMの構成を根本的に見直し、独自開発の1次元SLMと、照明パターンを拡張する「すりガラス」を組み合わせることで、市販のSLMの約1,500倍高速な、0.03マイクロ秒の切り替え速度を持つ超高速の光パターン照明手法を開発しました。この超高速の光パターン照明手法は、例えば従来のSLMでは不可能な生命機能の光計測や光操作（光遺伝学）の高速化・大規模化や金属3Dプリンタなどの光加工の生産効率向上など、様々な分野での応用が期待されます。
なお、本研究成果は、日本時間2024年4月8日（月）公開のNature Communications誌にオンライン掲載されました。
■論文情報
論文名 Large-volume focus control at 10 MHz refresh rate via fast line-scanning amplitude-encoded scattering-assisted holography（高速ラインビーム走査による散乱アシストホログラフィを用いた10MHz応答速度での高速焦点制御技術）
著者名 Atsushi Shibukawa1、Ryota Higuchi1、Gookho Song2、Hideharu Mikami1*、Yuki Sudo3*、Mooseok Jang2*（1北海道大学電子科学研究所、2韓国科学技術院(KAIST)生物・脳工学科、3岡山大学学術研究院医歯薬学域（薬）、*責任著者）
雑誌名 Nature Communications
ＤＯＩ 10.1038/s41467-024-47009-w
公表日 2024年4月8日（月）
【研究費】
本研究は、日本学術振興会・科学研究費補助金（JP21H00404、JP21H02446、JP21H01393）、科学技術振興機構・創発的研究支援事業（JPMJFR205E）、同 戦略的創造研究推進事業 CREST（JPMJCR1656）、中島記念国際交流財団、光科学技術研究振興財団、小澤・𠮷川記念エレクトロニクス研究助成基金、コニカミノルタ科学技術振興財団、生体医歯工学共同研究拠点、フォトエキサイト二クス研究拠点、人と知と物質で未来を創るクロスオーバーアライアンスの助成を受けています。
＜詳しい研究内容について＞
超高速の光パターン照明手法を開発～次世代光産業、光科学の基盤的手法として期待～
お問い合わせ先
＜研究内容に関すること＞
北海道大学電子科学研究所 准教授 渋川敦史（しぶかわあつし）
ＴＥＬ 011-706-9365
ＵＲＬ https://www.mikamilab.org/
北海道大学電子科学研究所 教授 三上秀治（みかみひではる）
ＴＥＬ 011-706-9362
ＵＲＬ https://www.mikamilab.org/
岡山大学学術研究院医歯薬学域（薬） 教授 須藤雄気（すどうゆうき）
ＴＥＬ 086-251-7945
ＵＲＬ https://www.pharm.okayama-u.ac.jp/lab/bukka/index.html
＜JST事業に関すること＞
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配信元
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