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光アライアンス 発売日・バックナンバー

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2,300円
■特集:ラマン分光法の応用技術と各社の取り組み③
○微生物の非破壊1細胞解析法としての顕微ラマン分光法/関西学院大学/菅野 菜々子・重藤 真介
顕微ラマン分光法を応用した微生物の新規非破壊解析法について紹介する。この手法では、機械学習などと組み合わせることにより、従来のゲノム解析では難しかった1細胞レベルでの微生物の種類と機能の解明を行うことができる。

○着色排水を検知するSERSセンサの開発北陸先端科学技術大学院大学/仲林 裕司/石川工業高等専門学校/山田 悟/国士舘大学/酒井 平祐/金沢工業大学/鈴木 亮一
希薄色素水溶液の検出が可能なSERS(Surfaceenhanced Raman scattering)センサーの開発について紹介する。開発したSERSセンサーは、通常のラマン分光測定では困難である10-9mol/Lまでの濃度の色素水溶液を検出し、色素が要因となる水質汚染を未然に防ぐセンサーとして産業応用の可能性を見出した。

○顕微ラマン分光法の水素同位体トレーサー拡散実験への応用徳島大学/野口 直樹
顕微ラマン分光法によって固体中の水素同位体を定量分析する方法を開発した。本稿では、この方法を利用した低温・高圧特殊環境下での水素同位体トレーサー拡散係数測定法について紹介する。

○レーザーラマン分光法による局所ガス濃度非接触計測技術の開発/㈱四国総合研究所/朝日 一平
レーザラマン分光法とバイスタティックライダ技術を融合させた、様々なガス種に適用可能であり、局所ガス濃度を非接触、リアルタイムに連続してモニタリングできる独自の計測技術について紹介する。

■特集:光学系設計ソフト活用術①
○Ansysが提供するナノ~マクロスケール光学解析ワークフロー/アンシス・ジャパン㈱/松元 峻士
Ansys社が提供する新世代の光学解析方法を紹介する。昨年1月より、Ansysファミリーに加わった、ZemaxOpticStudioとAnsysLumericalを活用した、光線追跡と電磁場解析を連携させた光学系設計、解析事例を紹介する。

○パンケーキレンズの設計とシミュレーション/FITリーディンテックス㈱/市原 良香
光学系の多様化・微細化などの背景から、レンズ設計ソフトウェアOSLO、および照明設計・解析ソフトウェアTraceProを活用して、ARグラスとして人気のパンケーキ光学系の設計・シミュレーション事例を紹介する。

○光線追跡シミュレーションの活用/サイバネットシステム㈱/大橋 祐介
本稿では、3次元光学解析ソフトウェアAnsysSpeosを用いた照明設計について、高度な解析機能や最適化、高速化、他の物理シミュレーターとの連携など様々な活用例を、絵図を交えながら紹介する。

○VirtualLab Fusionを用いたAR/MR用光学系のシミュレーション/㈱ティー・イー・エム/澤田 宏起
近年はAR/MRを実現するシースルー型のディスプレイの開発が盛んに行われている。本稿では、VirtualLab FusionでのAR/MR光学設計機能を紹介する。

○GPU処理に対応した光学設計評価ソフトウエアの紹介/CBSJapan/稲畑 達雄
FREDmpcはレンズや筐体の迷光解析や実画像評価を高精度で行うPCソフト。米国NVIDIA社との協業で、CUDA言語の対応により、業界初のGPUボード駆動でCPU処理の400~1,200倍の高速処理を実現。

■解説
○光技術を適用した高速海中無線通信(国研)海洋研究開発機構/石橋正二郎
近年、光技術を適用した海中無線通信が注目されており、国内外において積極的に研究開発が進められている。本稿では、レーザー光を適用した高速海中無線通信に関する試行について紹介する。

○構造制御半導体電極による人工光合成反応/東京大学/嶺岸 耕
近年、世界的に関心が持たれているカーボンニュートラル実現に寄与する技術として、「人工光合成」が期待されている。本稿では、人工光合成の一種である半導体電極による水分解反応における多層構造、組成傾斜構造による高効率化について紹介する。

○集積型光周波数コム光源とシリコンフォトニクス/慶應義塾大学/菅野 凌・藤井 瞬・木暮 蒼真・田邉 孝純/マレーシア工科大学/Nurul Ashikin Binti Daud本稿では、筆者らが取り組んでいるシリコンナイトライド微小光共振器を用いた光周波数コムの生成とシリコンを用いたチップスケールの光変調デバイス、そしてそれらを平面接合した成果について紹介する。
2,300円
■特集:ラマン分光法の応用技術と各社の取り組み②
○顕微ラマン分光法を用いたμm空間分解能ひずみセンシング/名古屋市工業研究所/林 英樹・二村 道也/(元)岐阜大学/三宅 卓志
顕微ラマン分光法は空間分解能が高い測定法であることが知られている。本稿では、これを微小部ひずみの検出に適用するための研究開発について紹介する。

○偏光システム・共焦点および試料回転装置を備えたラマン分光分析装置でのダイヤモンド結晶へのアプローチ/日本工業大学/大島 龍司・飯塚 完司
半導体作製工程のKiru・Kezuru・Migakuに必須であるダイヤモンド結晶に、偏光・共焦点および試料回転を複合した装置でアプローチした結果を紹介するとともに、固体結晶分析の可能性について紹介する。

○低波数ラマン分光による錠剤中原薬結晶形の定量的評価/明治薬科大学/井上 元基
低波数ラマン分光は結晶多形に特異的なスペクトルを非破壊かつ短時間に得られる。本稿では、医薬品固形製剤中原薬の結晶形の定量のため、通常の後方散乱法に加えて透過測定が可能な手法を開発したので紹介する。

○ラマン分光法を用いた結晶性高分子の構造解析手法/北陸先端科学技術大学院大学/木田 拓充
ラマン分光法など振動分光法は、高分子材料の構造解析における有力な測定手法として広く用いられている。本稿では、ラマン分光法を用いて結晶性高分子の分子配向状態、および応力負荷状態を評価する手法について紹介する。

○最新のラマンシステムとアプリケーション/日本分光㈱/田村 耕平
ラマン分光光度計に求められる高い安定性、測定の確実性、高い空間分解能、高い解析精度を実現するために、当社が半世紀以上にわたって培ってきた技術を紹介するとともに、それらを活用した分析事例を紹介する。

○高性能分光器を使用した計測システム/フォトテクニカ㈱/金 南宰
当社が扱っているオランダAvantes社のAvaRaman(3種類プローブタイプ)と、台湾PTT(ProTrusTech)社のマイクロラマン(高分解能顕微鏡タイプと簡易ハンディータイプ)を紹介する。

○さまざまな分野で威力を発揮する各種ラマン分光計の紹介/ブルカージャパン㈱/松原 智之・石川 洵
ラマン測定を行う目的はさまざまで、最適な装置の使用が求められる。当社は、多様なアプリケーションに対応できるように各種ラマン分光計を取り揃えている。本稿では、各分光計に搭載されている独自技術について紹介する。

■解説
○機能性ナノ多孔質セラミックス薄膜の成膜技術/京都工芸繊維大学/菅原 徹
近年筆者らによって開発された新奇なナノ材料の作製法と、それによって簡略化されたデバイス作製手法について紹介する。

○超スマート社会におけるディスプレイ・照明技術の展望/東北大学/藤掛 英夫
超スマート社会におけるディスプレイ・照明の役割を現状技術を踏まえて紹介する。今後、アンビエント的な情報提供や、画像の高臨場感化による視聴空間の共有化に向けて、ディスプレイと照明の連携・融合技術が進展していく可能性が高い。

○バイオイメージングアクセサリとしての高分子ナノ薄膜の物性と機能/東海大学/岡村 陽介・青木 拓斗
厚みをナノ寸法(100 nm程度)に制御した高分子ナノ薄膜の調製法と物性を紹介する。また、得られたナノ薄膜を活用して、浮遊細胞や生体組織の乾燥・ブレを防止するバイオイメージング用アクセサリへの応用例を紹介する。

○プラスチックリサイクルに貢献する分光技術/浜松ホトニクス㈱/渥美 利久
Recycle、Reduce、Reuse、Renewableによりプラスチックの資源循環が促進される。分光分析技術はRecycle普及に貢献する。X線イメージング、近赤外分光、中赤外分光、ハイパースペクトルイメージング、ラマン分光より最適な使い方を提案する。
2,300円
■特集:ラマン分光法の応用技術と各社の取り組み①
○ラマン分光分析技術による非侵襲脂肪分析/関西学院大学/佐藤 英俊
筆者等はラマン分光分析法を用いて、脂肪の組成分析に挑戦している。その全てを紹介するには短いが、本稿では、脂肪分析を目的として進めてきたハード、ソフトウェア技術とその応用について紹介する。

○ラマン分光法及び近赤外分光法による生体や生体物質のin situイメージング分析/島根大学/石垣 美歌
ラマン分光法や近赤外分光法は、分子の振動を測定することにより、対象内の分子組成や分子構造をイメージングにより可視化することができる。本稿では、近年実施した生体のin situイメージング研究を紹介する。

○ベンチトップラマン分光計を利用したIn-Situ測定の具体的事例/㈱アントンパール・ジャパン/兒山 悠二
近年、ラマン分光計の発展は目覚ましく、その中で同社のCora5001はユニークな立ち位置にある。本稿では、二つの実用例について紹介する。一つは、素材開発において圧倒的シェアを誇る同社の粘弾性測定装置MCRとの共用によるIn-Situ測定。もう一つは、マイクロ波を利用した合成装置Monowave400Rとの共用によるIn-Situ測定である。それぞれの装置とCora5001Fiberが提示するそれぞれの経時データを比較することで、新たな視座の獲得を目指す。

○コヒーレントラマン計測に好適なピコ秒波長可変レーザの開発/スペクトラ・クエスト・ラボ㈱/福岡 大輔・室 清文
半導体レーザ、光ファイバー技術を駆使して新しいピコ秒波長可変レーザを開発した。このレーザは高い波長同調性と光パルス同期性を有しており、コヒーレントラマンイメージングの高性能化と普及に貢献できる。

○プローブ型ラマン分光装置の分析事例㈱テックアナリシス/久田 浩史/㈱ティー・イー・エム/浅香 宗利・畠山 洋
本稿では、Marqmetrix社製プローブ型ラマン分光器All-InOne.を用いて、医薬品分析事例を紹介する。また、原薬を使ってCoherent社製低波数ラマンモジュールの特徴と有用性を紹介する。

■特集:キレイを作る~「汚染を調べる、浄化する」に役立つ光技術~②
○深紫外線LEDによる水浄化/旭化成㈱/大槻 隼也・矢吹 直人・杉山 聖
UVC LEDの応用技術、特に水殺菌技術の進展について解説する。UVC LED化による設計自由度を生かせば、発光効率が低くても低圧水銀灯を上回る殺菌性能を発揮できる可能性がある。本稿では、その点について、Simulationの結果と開発品の実測データを紹介する。

■解説
○レーザーパターン光を生成する回折光学素子/㈱スペースフォトン/川島 勇人
回折光学素子(DOE)は光の波動的特性である回折・干渉現象を利用する光学素子で、所望のレーザーパターンを形成することができる。本稿では、DOEの設計製作、応用事例として、レーザー加工と三次元形状計測について紹介する。

○スマート光計測・センシング/大阪大学/高谷 裕浩
本稿では、機能性光学の基本原理および光計測・センシングに大きな変革をもたらす機能性光学素子・システムの展開について紹介するとともに、機能性光源の拡張による新たな測定原理に基づく次世代スマート光計測・センシングの可能性について展望する。

○光を用いた有機・バイオマテリアルの結晶構造制御技術の開発/大阪大学/丸山美帆子・吉川 洋史・吉村 政志・森 勇介/奈良先端科学技術大学院大学/釣 優香
光で結晶成長を制御する技術は、この数年間で飛躍的な進歩を遂げた。現在は有機材料の結晶多形など、構造が酷似する物質を「作り分ける」ことができるようになった。本稿では、レーザー核発生誘起技術による結晶多形制御の成果と、モデル物質(尿素)を用いたメカニズム解明の研究を紹介する。

○静電相互作用を用いた凹凸基板上への電子輸送層の形成とペロブスカイト太陽電池への応用/埼玉大学/石川 良・白井 肇
テクスチャ透明導電膜上に、正帯電するポリマーと負帯電しているSnO 2コロイド間の静電相互作用を活用して均一な電子輸送層を形成し、20%を超える高い光電変換率のペロブスカイト太陽電池を得た。

○ガラス表面の精密レーザーナノ加工と透過特性の向上/東京農工大学/宮地 悟代
ガラス表面にフェムト秒レーザーを集光照射することにより、周期が約200 nmで均一なナノ構造体を直接形成することに初めて成功した。本稿では、この周期構造体の形成過程と、構造体を付与した表面は透過率が増加することについて紹介する。

○光レーザマイクロホンを用いた任意焦点収録音声の音質改善/立命館大学/西浦 敬信
光レーザマイクロホンにおけるレーザー光の任意焦点による高品質な音声収録を目指して、深層ニューラルネットワーク(Deepneural network:DNN)に基づく高品質音声収録方法を試みる。本手法では、焦点の設定の異なる収録音声によりネットワークを学習させることで、任意焦点収録にて発生する雑音の抑圧、および欠落した高周波成分の復元を同時に達成した。音質評価実験により、任意焦点収録学習モデルの有効性を検証した。
2,300円
■製品特集:注目のスーパーコンティニューム光源 各社の取り組み
○スーパーコンティニウム光源の特徴と応用例/オーシャンフォトニクス㈱/松岡 史哲
○光響製広帯域光コムキットの特徴と応用展開/㈱光響/石川 陽一・山形 遼・原 健太・住村 和彦
○広帯域・高出力白色光レーザーの導入例/㈱日本レーザー/橋本 和世
○スーパーコンティニウム光の発生と応用/㈱ソーラボジャパン㈱/小池 英仁

■製品技術紹介
○レーザースキャンプロジェクター/エーエルティー㈱/髙野 裕・藤田 修平

■解説
○Low-Dose Photodynamic Therapyによる幹細胞分化作用/防衛医科大学校/櫛引 俊宏
細胞死に至らない低いエネルギーでレーザー光を照射したLow-Dose PhotodynamicTherapyによって骨芽細胞前駆細胞が骨芽細胞に分化促進すること、そのメカニズムとして炎症性転写因子であるActivator Protein-1の発現量が増加し、それに引き続くBone MorphologicalProtein-2の発現量が増加することで、骨芽細胞前駆細胞の骨芽細胞分化が促進されていることを紹介する。

○視覚の質を高めることの価値/北里大学/川守田拓志
視覚系は、収差が大きく、加齢変化により結像性が低下しやすい。したがって、光学シミュレーションを用いて屈折矯正や外界環境配慮、視覚設計を行いQuality of Visionを向上させることが重要である。

○複素透過板(ビルトインレンズマスク)による三次元フォトリソグラフィ/大阪公立大学/笹子 勝・平井 義彦
焦点深度を自在に設計でき、かつ解像性を確保するビルトインレンズマスクによる新しい三次元フォトリソグラフィ技術について紹介する。

○見る方向や光の偏光によって三色に変化する物質/名古屋大学/平井大悟郎
宝石などの無機物質の色は微量に混じる遷移金属元素に由来し、遷移金属に結合する陰イオンの配置や種類が色に強く影響する。本稿では、2種類の陰イオンが遷移金属に結合する物質において、見る方向によって色が変化するメカニズムを紹介する。

○AR応用に向けた1000 volume/s高速体積型ディスプレイ/群馬大学/奥 寛雅
我々のグループが研究・開発している光学シースルー型のHMDにおいて、VACと遅延の問題の両方を解決するディスプレイ原理について紹介する。

○中赤外パッシブ分光イメージングによる新たな画像診断技術の創出/香川大学/石丸伊知郎
サーモグラフィとして知られているように、人体からは体温に応じた中赤外領域の放射光が放出されている。我々は、独自の中赤外パッシブ分光イメージング装置により、人体からの放射光の分光特性を取得できる。この中赤外パッシブ分光イメージングにより、遠隔から取得した放射光の分光輝度から体内のグルコース濃度である血糖値の計測が可能になった。

○レーザーによるインプラント設置強度診断/近畿大学/三上 勝大/慶應義塾大学/名倉 武雄・中島 大輔
整形外科で用いられる体内設置固定具(インプラント)の設置強度は執刀医の経験や感覚に頼っている。本稿では、臨床現場への導出に向けた設置強度レーザー診断装置の開発について紹介する。
2,300円
■特集:ゲノム解析とDNAシーケンサ装置の進展
○PacBio社シーケンサーで用いる1分子シーケンスの原理/PacBio Japan(同)/小林 孝史
本稿では、Pacific Biosciences of California(PacBio)社のシーケンス技術であるSMRT(Single Molecule, RealTime)シーケンスの原理、最近のPacBio社のシーケンサーの進化、および主なアプリケーションについて紹介する。

○DNAシークエンサー発展概説/大阪大学/谷口 正輝
新世代のDNAシークエンサーは、医科学や創薬を革新してきた。本稿では、製品化されている第4世代DNAシークエンサーまでの発展と、研究開発が進む第5世代シークエンサーを概説する。

■解説
○自発ラマン顕微鏡による生体組織解析/京都府立医科大学/原田 義規・田村 昌子・望月健太郎・田中 秀央
自発ラマン顕微鏡は、生体組織内の分子情報を無染色・無固定でありのままの状態で観察できる利点がある。本稿では、虚血性心疾患や非アルコール性脂肪性肝疾患のラマン解析に焦点を当て紹介する。

○高水準の発光出力750 mWを達成した次世代水銀フリー高出力型UVC面光源デバイス/㈱紫光技研/平川 仁・粟本 健司・高橋純一郎・日高 武文・牧野 哲也・脇谷 雅行/篠田プラズマ㈱/篠田 傳
当社は2015年の会社創立から独自のプラズマ方式水銀フリー深紫外線光源(UV-LAFi(Ultra Violet-LuminousArray Film(ラフィー)))を開発し、製品化に成功した。この度、単体UVC面光源の出力として、750 mWの高水準出力を達成した。本稿では、高出力を達成したUV-LAFi光源のデバイス技術について紹介する。

○薄膜転写技術による異種材料光集積回路/(国研)産業技術総合研究所/高 磊
当研究所におけるシリコンフォトニクス技術を紹介したのち、異種材料集積技術の現状とその展望を紹介する。著者が進めるμ-TransferPrinting法は、微小領域の異種材料薄膜を活用した転写技術であり、次世代の有望な光デバイス集積技術として注目されている。

○紫外線の生物への影響と紫外線殺菌の利用上の注意/東海大学/竹下 秀
新型コロナ感染症などの感染防止対策の一つとして紫外線殺菌がある。紫外線殺菌は使い方を誤ると空間に存在している全ての生物に悪い影響を与える。本稿では、紫外線の生物への影響をまとめるとともに、紫外線殺菌の利用上の注意を紹介する。

○Society 5.0とメタバース/東京大学/廣瀬 通孝
Society 5.0の到来は大分先と考えられてきたが、一気に前倒ししたのがコロナ禍である。情報の分野でとりわけ重要度を増したのが、「リモート」である。人と人との直接的接触が制限される状況の中、活動継続のためにリモート技術が不可欠になった。「あれば良い」技術が、「ないと困る」技術へと変容したことが背景にある。本稿では、Society5.0とメタバースの現状と進展について紹介する。

○ステルスダイシングの最新動向/浜松ホトニクス㈱/新村 拓人
発表から20年程度が経過したステルスダイシング技術。適用デバイスは日々拡大しているが、本稿では、その最新の技術動向や加工プロセス、また、近年製造業においてもますます注目が高まる環境負荷低減への貢献について紹介する。

○液界面支援表面増強ラマン分光(LI-SERS)/(国研)理化学研究所/杉岡 幸次
フェムト秒レーザー複合加工技術により作製した3次元マイクロ流体表面増強ラマン分光(SERS)チップを用い、マイクロ流体チャネル中で形成された液界面でラマン分光を行うことにより、アトモーラーレベル(aM)の濃度の分子の検出に成功した。本手法を、液界面支援SERS(LISERS)と名付けた。

■製品技術紹介
○JIS C 7550/IEC 62471に基づいた光源測定評価システム/㈱システムズエンジニアリング/青柳 光洋
○要望に応えるテーラーメイドのレーザーシステム/TOPTICA Photonics AG/コンスタンティン バングルーバ
○高速・高精度ピコ秒レーザーで加工微細化に貢献/スペクトロニクス㈱/朱 裕太・折井 庸亮
○非破壊検査・非侵襲・深部断層イメージングSD-OCT用分光ユニット/㈱ティー・イー・エム/浅香 宗利

2,300円
■特集:キレイを作る~「汚染を調べる、浄化する」に役立つ光技術~
○光エネルギーで環境浄化/東京理科大学/勝又 健一
地球上にありふれた元素からなる酸化チタン、およびオキシ水酸化鉄を用いた光触媒反応により水や空気の浄化について調査した。酸化チタンは多孔質基材との複合化、オキシ水酸化鉄は水中で効果的に酸化分解を示すことがわかった。

○極端紫外フェムト秒光源で大気汚染を解析/北海道大学/関川 太郎
フェムト秒極端紫外光源を用いた時間分解光電子分光法により、大気汚染物質のPM2.5を構成するニトロフェノールが、光分解によりいくつかの中間体を経て亜硝酸(HONO)を生成する過程を実時間観測した。

○低圧水銀ランプを用いたUV洗浄・改質装置/岩崎電気㈱/小野健一郎
本稿では、液晶ディスプレイなどのエレクトロニクス、オプティカル製品の製造工程や電子機器、電子材料、自動車部品などに使用される高機能性の高分子材料の接着改善に用いられる低圧水銀ランプを用いたUV洗浄・改質装置について紹介する。

○太陽光を利用した光触媒による水浄化/(国研)産業技術総合研究所/根岸 信彰/筑波大学/楊 英男
途上国における安全な水へのアクセスを実現する技術として光触媒による太陽光を用いた水浄化が考えられている。本稿では、その光触媒水処理を阻む現地の因子とその解決方法、および実証化例について紹介する。

■製品特集:光学系設計ソフト機能ガイド
サイバネットシステム㈱/㈱ティー・イー・エム/アドバンスソフト㈱/CBS Japan/㈱ノーツアンドクロス/日本シノプシス(同)/ ㈱サイエンスラボラトリーズ/㈱ベストメディア

■解説
○高精度光格子時計の比較による相対論的測地の実証/東京大学/牛島 一朗
時計間に標高差がある場合、重力ポテンシャルの違いから時間の進みにわずかなずれが生じる。本稿では、この一般相対性理論で予言される重力赤方偏移を高精度な光格子時計を用いて計測した例について紹介する。

○量子技術イノベーションを推進するY-00 量子ストリーム暗号とその光衛星通信への応用/玉川大学/相馬 正宜・廣田 修
Society5.0時代のセキュリティ技術の要として期待される量子暗号には二つの方式がある。本稿では、二つの量子暗号技術の簡単な紹介をしながら、その中でも量子技術イノベーションを推進し、かつ実用性の高いY-00量子ストリーム暗号の基本概念、安全性保証原理や性能を簡潔に紹介し、その応用について解説する。

○アスベストの無害化と粉じんの抑制を高出力レーザーで実現/日本電信電話㈱/川村 宗範
高出力レーザーを用いてアスベストを溶融させて無害化しつつ、粉じんの飛散を抑制可能であることを確認した。今後増加する建築物の解体工事現場で、作業者がアスベストに曝露されるリスクを低減できる。

○2光子干渉の基礎と計測への応用/東京大学/深津 晋
2光子干渉は古くて新しい概念である。本稿では、光路の識別可能性と干渉との関係にもとづいてその物理的基礎を平易に解説し、2光子状態とその干渉効果が計測等にどのように使われるかを例示する。

○最新モデルKrF光源および最新レーザー技術の応用/ギガフォトン㈱/古巻 貴光・諏訪 輝・藤本 准一・三浦 泰祐
2000年代にはアルゴンとフッ素で形成されるArFにより発光するエキシマレーザーによる半導体製造の量産化が進み、性能向上が求められ続けている。本稿では、当社の最新の半導体製造用KrF光源のG60K、半導体製造用光源技術の応用例として、マイクロアドバンスド加工、難加工技術を紹介する。
2,300円
■特集:メタマテリアルの世界
○三次元メタマテリアルによる高効率赤外吸収体と赤外分光応用/(国研)理化学研究所/田中 拓男
メタマテリアルの応用技術の一つにメタマテリアル吸収体がある。これは光の反射と透過を抑制して、光を完全に吸収する1種の「表面」である。本稿では、このメタマテリアル吸収体とその分光技術への応用について、著者の研究成果を中心に最近の進展を紹介する。

○光メタ表面センサーにおける最近の進展~バイオセンシングと赤外線検出/(国研)物質・材料研究機構/岩長 祐伸・宮崎 英樹
本稿では、メタ表面の応用的研究のうち、バイオセンサーと赤外線センサーへの応用について最近の進展を中心に紹介する。また、メタ表面について報告されている様々な機能についても年表的に概説する。

○三次元光メタマテリアルの自己組織的作製/東北大学/藪 浩
高分子微粒子表面に貴金属ナノ粒子を静電相互作用により高密度充填させることにより、三次元的に貴金属ナノ粒子を微粒子表面に集積させる手法を確立した。本稿では、その作製法とメタマテリアルの構成要素である「メタ原子」としての物性の検討について紹介する。

○非相反メタマテリアル共振器による漏れ波ビーム走査アンテナのビームスクイント低減/京都工芸繊維大学/上田 哲也
本稿では、非相反メタマテリアル線路共振器に沿って双方向に伝搬する電磁波成分からの漏れ波放射がつくる主ビームにおいて、動作帯域内で周波数の変動に因らずビーム角がほぼ一定となるための設計技術を紹介する。

○シリコンメタサーフェスを用いた完全ミラーと完全吸収体/大阪大学/髙原 淳一・Rongyang Xu
本稿では、シリコンのディスク型ミー共振器から構成される誘電体メタサーフェスの反射・吸収スペクトルの制御について紹介する。誘電体のみで波長より小さな極薄の完全電気・磁気ミラーや完全吸収体を実現できる。

■解説
○長波長蛍光タンパク質を用いたFRETバイオセンサーの開発/京都大学/寺井 健太・渡部 哲也
橙・遠赤色蛍光タンパク質を用いたFRETバイオセンサー(Booster)を開発した。従来のFRETバイオセンサーとの同時観察や、青色光依存性の光遺伝学ツールとの併用、Booster(Booster-PKA)を全身発現するマウス(Booster-PKAchu)の作出にも成功し、生きたマウスでPKA活性の測定を実現した。今回の総説では、開発過程を詳細に解説する。

○高分子太陽電池の高効率化を実現する新戦略/京都大学/大北 英生
高分子太陽電池のエネルギー変換効率は20%に迫るところにまで向上している。この高効率化には、電流および電圧に関して従来の限界を超えた飛躍的な向上を実現する新たな戦略が必要である。本稿では、この新たなアプローチとして、三元ブレンド高分子太陽電池と界面電荷移動状態の電子状態制御に関する最近の研究事例を紹介する。

○円偏光散乱によるがん診断技術/東京工業大学/西沢 望/自治医科大学/口丸 高弘
生体組織に円偏光を照射し、散乱による偏光解消を比較することで組織内の細胞核異型を伴うがん組織を評価することができる。本稿では、その原理と研究開発の現状、さらには将来展望について紹介する。

○高熱伝導AlN/Ce:YAGコンポジットセラミック蛍光体/大阪大学/藤岡 加奈
本稿では、LED照明やレーザー照明で問題となる温度消光の抑制のための高熱伝導蛍光体について紹介し、筆者らが提案したAlN/Ce:YAGコンポジットセラミックス蛍光体が高輝度レーザー照明に有効であることも示す。

○蛍光ナノダイヤモンドを用いた量子温度計/岡山大学/藤原 正澄
ダイヤモンド中の色欠陥中心を利用した量子情報処理技術や量子計測技術が現在盛んに研究されている。特に、ダイヤモンド窒素欠陥中心が示す蛍光検出磁気共鳴を利用した量子センサ技術は、磁場や温度を超高感度かつナノスケールで計測可能な技術として注目されている。本稿では、我々が取り組んでいる、ナノダイヤモンドを用いた温度計およびその生体試料応用について紹介する。

○熱膨張によるガラスマイクロレンズアレイ製造法/(国研)理化学研究所/田中 陽・ヤリクン ヤシャイラ・アイサン ユスフ
筆者らは、ガラスの中に封入した気体の熱膨張を利用する吹きガラス製法に着目した。伝統ガラス加工分野では数百年来用いられてきた伝統技術をマイクロスケール加工に利用することにより、高いアスペクト比で表面から突出した薄壁のガラス微小ドーム構造を、高精度で短時間かつ簡便に大量生産できる技術を開発した。本稿では、その技術を紹介する。

○金属3Dプリンタを活用したバイオミメティクスによる新しいトライボロジー表面の創製/東京理科大学/佐々木信也
本稿では、バイオミメティックスによる機械摺動表面の摩擦・摩耗特性向上を目的に、これを実現するための金属3Dプリンタを活用した三次元微細構造の創製と、新しいトライボロジー機能発現に関する研究事例を紹介する。

■製品技術紹介
○青色出力1 kWを実現したBlue-IRハイブリッドレーザ/古河電気工業㈱/梅野 和行
e-Mobiltyの進化にともない、モータ、インバータ、電池の製造に使われる銅のレーザ溶接需要が急増している。波長1μm帯のファイバレーザによる溶接ではスパッタ等の溶接欠陥が多く、銅は難加工材と言われてきた。近年では、銅の溶接に優れた青色等の可視光レーザの高出力開発が盛んであるが、課題も多い。本稿では、国産1kW青色レーザを搭載した銅レーザ溶接用の最先端レーザ発振器であるBlue-IRハイブリッドレーザの技術と溶接アプリケーションに関して紹介する。
2,300円
■特集:さまざまなレーザー加工関連製品と技術③
○サファイアの超短パルスレーザー加工過程の超広時間スケール観察/東京大学/伊藤 佑介・徐  弘・杉田 直彦
本研究では、サファイアの超短パルスレーザ加工時に生じる高速現象を、Pump-probe法と高速度カメラを組み合わせた超広時間スケール観察法により写し出し、ダメージ形成メカニズムを明らかにする。

○レーザー誘起微細周期構造形成機構解明のためのその場計測/東海大学・京都大学/橋田 昌樹/京都大学/古川 雄規・井上 俊介・升野振一郎
パルスレーザーによる微細周期構造の形成機構に関し、幾つかのモデルが提案されているが有効な計測法がない。本稿では、私たちが開発に取り組んでいる微細構造形成機構を目指した「その場計測法」を紹介する。

○GHzバーストモードフェムト秒レーザー加工/(国研)理化学研究所/小幡孝太郎・カバジェロ ルカス フランセスク・杉岡 幸次
GHzバーストモードによるフェムト秒レーザー加工は、数GHzの超高速繰り返し周波数で構成されたパルス列によるレーザー加工を可能とする。本稿では、GHzバーストモードを用いたアブレーションを金属と半導体材料へ適用した場合の加工効率と品質に関する我々の研究事例を紹介する。

○連続波レーザーの斜角入射による金属の高速微細溝加工/日本製鉄㈱/坂井 辰彦/岡山大学/田浦のぞみ・岡本 康寛・岡田 晃
本研究では平均出力200 Wのシングルモード連続波レーザの斜角入射によって軟鋼(SS400)表面に高速で微細な溝を形成する研究を行った。レーザ光の入射角45°、走査速度を1~6 m/sで変更して加工実験を行った結果、特に走査速度2m/sにおいて、深さ約50 μmの比較的深い溝と突起が安定して形成された。溝と突起の形成メカニズムを考察するために高速度観察、および熱流体解析を行ったところ、斜角入射においては1.5 m/s以上の高速でレーザ光を走査する際におけるキーホール周辺の溶融金属の非対称な流動が微細な溝や突起形成の支配的要因であることが示された。

○テーラーメイド超短パルスレーザーによる透明体材料の微細加工/トルンプ㈱/塩見 亮祐
超短パルスレーザーとその光学系によってレーザー光を制御することで成功した、ガラスの切断および溶接技術を紹介する。

○LCOS型空間位相変調器のレーザー加工応用と最新動向/santec㈱/西立野将史・桜井 康樹/山陽小野田市立山口東京理科大学/高頭 孝毅・伊藤 雅浩
高度な空間制御性を特徴とするLCOSは様々な分野で応用されてきたが、耐光性と応答速度を改善することによりさらなるアプリケーション分野を開拓できる可能性がある。本稿では、当社製品を例に、LCOS型SLMの性能とレーザー加工への応用、および最新の開発動向として耐光性と応答速度を改善するLCOS技術について紹介する。

■特集:光と物質の相互作用である“効果” を使いこなす②
○磁気光学効果を用いた空間磁場イメージング/ネオアーク㈱/目黒 栄/長岡技術科学大学/石橋 隆幸/東北大学/斉藤 伸
カーボンニュートラル社会実現にはモーターや変圧器といった電磁変換機器の効率改善が必須である。本稿では、機器周辺の空間磁場分布とその時間変化を把握する方法として、磁気光学効果による磁場-偏光変換技術を用いた空間磁場イメージング法を紹介する。

■解説
○光導波路型3原色合波器を用いたフルカラーレーザービームプロジェクターとその応用/福井大学/勝山 俊夫・中尾 慧・山田 祥治/セーレンKST㈱/堀井 浩一・姫野 明
光導波路型の3原色合波器をベースとする超小型レーザー光源と、それを用いたコンパクトなフルカラーレーザービームプロジェクターの紹介を中心に、メガネ型ディスプレイなどその期待される応用についても紹介する。

○光リザバー計算チップ:新奇の光ニューラルネット回路でAI処理を加速 /金沢大学/砂田 哲
少し変わったニューラルネットワークであるリザバー計算とその光回路について紹介する。光リザバー計算は、簡単な学習で高速・高効率な計算が可能となる。

○スーパーコンピュータTSUBAME3.0を利用したメタレンズの設計 … 東京農工大学/岩見健太郎
メタマテリアルを応用した超薄型レンズ“メタレンズ”が近年注目を集めている。本稿では、スーパーコンピュータを利用したメタレンズの設計手法について紹介する。

○光スピンHall効果の幾何学的解釈とその応用 /秋田大学/小野田 勝
本稿では、光スピンHall効果に対する幾何学的な観点からの解釈について紹介する。その先には自然と位相幾何学的な効果への拡張が浮かび上がる。周期構造中の光渦が位相幾何学的に非自明なバルク・バンドを形成することに伴い、試料の端や表面に局在した特異なモードがバルク禁制帯中に現れることが理解できる。

○エバネッセント光を用いたナノ光造形技術の開発/東京大学/高橋 哲
屈折率の異なる二種類の誘電体界面において、光と物質の相互作用の結果として生成されるエバネッセント光を、一括露光型マイクロ光造形法の露光エネルギーとして適用するナノ造形技術の開発について紹介する。

■製品技術紹介
○最新の産業用超小型UVパルスレーザーとその機能 … スペクトラ・フィジックス㈱/谷本 浩

2,300円
■特集:さまざまなレーザー加工関連製品と技術②
○並列過渡選択的レーザ加工法によるガラスの高能率微細孔あけ/東京大学/吉﨑れいな・伊藤 佑介・杉田 直彦
ガラスのマイクロ孔加工における、さらなる加工効率向上を目指し、異なる波長のレーザーを複数の同じ点に集光する方法を検討することで、二種のレーザーを用いた高速加工法である過渡選択的レーザー加工法の並列化実現を目指した。SLMを用いて50μsで直径10μm、穴深さ100μm程度の穴を二つ同時形成した。

○大出力レーザー溶接とキーホール形状計測/㈱ナ・デックスプロダクツ/長谷川 博/光産業創成大学院大学/石井 勝弘
当社での100 kWレーザーを用いた大出力レーザー溶接の安定化の取り組みについて紹介する。さらに、大出力レーザー溶接のさらなる安定化を目指した、当社、情報通信研究機構、光産業創成大学院大学の3者による、レーザー溶接のインプロセスモニタリング、および適応制御技術の開発の取り組みについて紹介する。

○広域パラメータ自動可変超短パルスレーザー加工による迅速なパラメータ探索/(国研)産業技術総合研究所/吉富 大・高田 英行・鳥塚 健二・奈良崎愛子/東京大学/小林 洋平
パルス幅・エネルギー・繰り返しレートなど各種レーザーパラメータを広域に自動可変できる超短パルスレーザー加工装置を開発した。熱的/非熱的加工の境界領域において、最適条件を迅速に探索するのに活用できる。

○加工用UV、グリーン、IRフェムト秒レーザー光源とフルスペック型加工システムの開発と事業化/㈱光響 石川 陽一・住村 和彦
同社は、3波長fs、psレーザー光源からスティッチ加工機能を備えた超精密加工機まで一貫して開発を行った。検証テスト・有償加工、他社製レーザー光源を組み込んだ産業用レーザー加工機の試作機製作まで、幅広く対応が可能である。その重要点を纏めた。

○業界の常識を覆す超精密自動ステージの現状/オーテックス㈱/渡邉 篤
海外メーカーで導入が進むALIO社の超精密ステージ。一体どんな理由で採用されているのか、ALIOの提唱する6D point precisionとはいったい何なのか。本稿では、これまでの業界の常識を覆し、まさにニュースタンダートとなりつつある超精密自動ステージについて、その特徴、仕様を中心に紹介する。

○自動車、医療機器及び産業界で導入が進むポリマー接合技術最新動向/㈱ティー・イー・エム/浅香 宗利
今日の産業界で日々加工要求の高まる高分子有機化合物(ポリマー)の接合は、レーザー光を使用する適切な応用用途として新しい技術である。レーザーを用いて行う加工はさまざまな熱溶接可能なポリマー材料を高い接合度で溶接でき、かつ信頼性も高く、対費用効果も高い。本稿では、さまざまな業界で重要度が増しているポリマー接合技術の最新動向について紹介する。

■解説
○深紫外励起蛍光によるデジタル術中標本/大阪大学/熊本 康昭/京都府立医科大学/髙松 哲郎
がんの術中迅速診断では、切除した組織を手術中に病理標本(凍結標本)化する。作製の速さから凍結標本は迅速標本とも呼ばれる。迅速標本のおかげで、手術の方針をリアルタイムに決定し、最適な外科治療を行うことができる。しかし、現在の医療状況では迅速標本の質のさらなる向上が求められる。組織の薄切を行わず、さらに迅速に良好な組織形態像を得られる手法の研究開発が進められている。本稿では、そのうち、筆者らが取り組んでいる深紫外励起蛍光を利用するデジタル術中標本を紹介する。

○ラマン分光法の病理学への応用/徳島大学/南川 丈夫
ラマン分光法は、分子振動を介して従来の病理診断法では得られないような情報を得られる新たな手法として期待されている。本稿では、ラマン分光法を病理学へ応用することによる効果について紹介する。

○蛍光イメージングのためのケミカルタグ技術/東京大学/浅沼 大祐
蛍光イメージングは、生体分子の挙動を可視化し、生命現象のメカニズムの解明に貢献する。本稿では、光褪色耐性等に優れる小分子有機色素を用いた分子イメージングを可能とするケミカルタグ技術について紹介する。

○色素増感反応を利用した光触媒水素製造/東京工業大学/西岡 駿太
色素増感光触媒を用いた可視光水素製造における問題点と解決策を提示し、それを実践することでエネルギー変換効率の向上に成功した研究を紹介する。また、さらなる性能改善に向けた反応メカニズムの解明についても紹介する。

○広視野高解像2光子励起ライトシート顕微鏡/愛媛大学/齋藤 卓・高根沢聡太・今村 健志
ライトシート顕微鏡は多細胞生物の三次元観察に適した蛍光顕微鏡である。今回我々は、2光子励起ベッセルビームの導入によって、生体光毒性の低減、視野範囲の向上と細胞レベルの高分解能を同時に達成したライトシート顕微鏡を技術開発した。

○両極に遷移金属酸化物ベースの光触媒を用いた高電圧太陽電池/千葉大学/原 慶輔・泉 康雄
再生可能エネルギー由来で電力を生み出すツールは、持続可能な開発目標を達成するための鍵となっている。太陽電池および燃料電池はそのためのツールとして一部実用化されているが、単セルあたりの起電力は1 V以下がほとんどであり、高価な場合も多い。そこで、両極に安価な遷移金属酸化物ベースの光触媒を用いた、光触媒式太陽電池を開発し起電力を2V以上に向上させた。

■製品技術紹介
○光通信や先端光計測で威力を発揮する超広帯域光源/㈱オプトクエスト/多久島裕一・関口 翔大・鈴木 喜晴・王 暁民・初鹿野 圭
ランプ光源に匹敵する安定性とスーパーコンティニューム(SC)光源特有の超広帯域性とを併せ持つ光源FLA-SC2100を開発した。本稿では、従来のSC光源との違い、および本光源の性能と応用例を紹介する。
2,300円
■特集:さまざまなレーザー加工関連製品と技術①
○レーザー内部改質加工による硬脆性単結晶材料の曲げ加工と次世代加工概念の提案/長岡技術科学大学/會田 英雄・大島 龍司/九州大学/土肥 俊郎
硬脆性単結晶材料の新たな加工技術として「曲げる」加工を提案する。単結晶材料内部へのレーザー照射により材料内部応力を制御して曲げ変形を可能とした。本稿では、加工原理、応用例の紹介とともに本技術の将来展望を述べる。

○空間光位相変調技術を用いた高機能微細レーザー加工/浜松ホトニクス㈱/伊藤 晴康
細加工に用いられるレーザーの高出力化に伴い、レーザー光の位相を制御することで集光点を多点に分岐する“多点一括同時加工技術”の需要が高まりつつある。空間光位相変調素子、光学素子、電子冷却ユニット、および制御ソフトウエアにより構成される空間光位相変調モジュールを用いることで、位相制御技術を用いた高機能レーザー加工を簡便に行える環境が実現される。本稿では、空間光位相変調モジュールの概要を述べるとともに、空間光位相変調モジュールの耐光性、ならびにレーザー加工における位相制御技術の適用例に関して紹介する。

○電気自動車用パワーエレクトロニクスの銅材料への加工/㈱日本レーザー/西尾 高樹
現在、産業用アプリケーションとしてのレーザー加工は、ミクロレベルの機能で精度と再現性を求められると同時に、多種多様なアプリケーションで使われ、さまざまな材料の組み合わせとプロセス基礎の検討が進行中であり、製造設計エンジニアにとって新しい可能性が開かれることが確実視される。当社はレーザーによる加工用途に対して、RAYLASE社スキャンユニットをTRUMPF社ファイバレーザーをはじめその他さまざまなレーザーと組み合わせることで、顧客からの要求に最適なソリューションを提供する。本稿では、その概要を紹介する。

○ビーム可変技術がもたらす加工への効果/丸文㈱/木下 真寛
米国nLIGHT社が開発した独自のオールファイバー構造を用いたファイバーレーザーの特長とビーム可変技術について説明し、加工における期待される効果について紹介する。

○車載二次電池製造におけるレーザー溶接技術の開発/プライムアースEVエナジー㈱/齋藤 茂樹
当社は様々な接合技術を用いて電池を生産しているため、「接合はキー・プロセス」と考えている。特に、レーザーを用いた溶接工程が多いので、レーザー溶接に関する技術開発に力を注いでおり、品質向上(スパッタ低減)と生産性向上(高速溶接)の両立が重点課題である。ガウス的分布とトップハット分布を重畳して得られる合成ビームで封かん溶接を検討した結果、適切な合成割合に設定すれば、スパッタ低減と高速溶接の両立が可能なことがわかった。本稿では、特異なレーザー強度分布を形成することにより課題解決を目指した取り組みを紹介する。

○高出力ブルーレーザーの最新動向とその適用例/レーザーライン㈱/武田 晋
現在の固体レーザーによる加工は、高出力CWレーザー、極短パルスレーザー、短波長パルスレーザーなど非常に多彩なレーザーにより、さまざまな自動車製造工程や関連部品製造現場で普及している。中でも高出力CWレーザーは車体や各種部品の金属溶接を始め、樹脂溶着、レーザーブレージング(ろう付け)、切断、穴あけ、焼入れ、レーザークラッディング(肉盛り溶接)など、さまざまな用途で使用されている。本稿では、多くの産業に貢献する高出力ブルーレーザーの最新動向とその適用例を紹介する。

○Ophir製OEM向けレーザー光学部品の設計および製造サービス/㈱オフィールジャパン/鈴木 健司
Ophir Laser Optics Groupは、MKSグループとして積極的に設備投資を行い、自社での開発および製造能力を強化している。本稿では、保有している具体的な環境と、新製品について紹介する。

■解説
○ペロブスカイト太陽電池の高性能化開発と将来/桐蔭横浜大学/宮坂 力
飛躍的に高効率化の進んだペロブスカイト太陽電池について、ペロブスカイト半導体の特徴と発電の高性能化に向けた最新の技術を解説するとともに、軽量フレキシブル性を活用したIoTパワーデバイスへの応用を紹介する。

○深紫外光領域のナノ光学/北海道大学/田口 敦清
深紫外光は科学や産業に有用であるにもかかわらず、光学系が難しいというイメージがある。本稿では、深紫外光でナノイメージングやナノ加工を実現するアイデアと工夫の一端を、著者らの最近の研究を中心に紹介する。

○LEDを用いた全方向に光を放射する新たな標準光源の開発/(国研)産業技術総合研究所/中澤 由莉・神門 賢二/日亜化学工業㈱/山路 芳紀・正住 隆行
照明光源の全光束評価に不可欠な標準電球を代替する、LEDを用いた可視全域、および全方向に光を放射する新しい標準LEDの試作開発を行った。本稿では、開発した全方向形標準LEDとその特性評価結果を紹介する。

○レーザー中性子・X線による同時瞬間撮影/大阪大学/余語 覚文
レーザーを用いてイオンを加速(レーザーイオン加速)し、それを中性子に変換する「レーザー中性子源」について紹介する。レーザー中性子源は、線源の大きさやパルス幅などが、原子炉や加速器といった他の中性子源に比べ圧倒的に小さく、特有の応用が期待できる。我々はレーザーで瞬間的に強い中性子パルスと強いX線パルスを同時に生成し、瞬間的に中性子とX線の透過画像を撮像する技術を開発した。本稿では、レーザーによるイオン加速と中性子発生の原理を簡単に説明した後、その応用研究の成果について紹介する。

○電子ホログラフィを用いた究極の3Dディスプレイ開発/高知大学/高田 直樹
コンピュータでホログラムを作成することで電子化したホログラフィは「究極の3Dディスプレイ」になると考えられている。しかし、ホログラムの計算量は膨大であり、未だ実用化に至っていない。本稿では、汎用的なコンピュータ部品で構成されたマルチGPUクラスタ電子ホログラフィシステムによる、100万点からなる三次元物体の高精細なリアルタイム三次元動画再生について紹介する。
2,200円
■特集:光と物質の相互作用である“効果”を使いこなす
○光カー効果によるオンチップ型光スイッチの開発/慶應義塾大学/田邉 孝純・吉岐 航・遊部 航希
現在、仮想励起である光カー効果による光スイッチの低パワー化が待たれている。本稿では、筆者らが取り組んできた、光カー効果による全光スイッチとそれに関連した動的Q値制御などの成果について紹介する。

○ファラデー効果のオンオフを利用した電気的光制御/大阪大学/千葉 大地
金属磁石のナノ薄膜に電界を加えることで磁力を消したり元に戻したりできることがわかってきている。本稿では、同効果を利用し、ファラデー効果を制御することで、電気的に透過光強度を制御する手法について紹介する。

○シリケートガラスの結晶化制御とPockels効果の付与/東北大学/寺門 信明・中村 拓真・高橋 儀宏・藤原 巧
東北大・藤原グループでは、本来は静的な光媒体であったシリケートガラス(シリカを主体とする多成分系ガラス)とそのファイバーに動的な光制御能を付与することによって、既存の光制御技術への応用や新規光波制御デバイスを創出することを目指して研究を進めてきた。本稿では、 SrO-TiO2-SiO2系ガラスに焦点を当て、その結晶化制御によるPockels効果の発現と評価について紹介する。

○水を利用した光変調器/東京理科大学/徳永 英司
電極と水の界面のポッケルス効果により大きな光の電場変調信号を取り出す方法について紹介する。この方法により、あらゆる界面に遍在する界面ポッケルス効果を利用した光変調素子や界面センサーの開発が可能になる。

○液晶のフォトリフラクティブ効果とレーザー超音波リモートセンシングへの応用/東京理科大学/佐々木健夫
液晶に光導電性化合物を添加したものは高速なフォトリフラクティブ効果を示す。これは新しいレーザー超音波リモートセンシングに応用できる。これによって物体の厚さや内部構造を非接触で診断することができる。

○有機フォトリフラクティブポリマー材料の応用/京都工芸繊維大学/堤 直人
光導電性と2次の非線形光学効果であるPockels効果とを併せ持つ材料中で、光キャリアの移動に起因して発生する空間電荷電場により誘起されるフォトリフラクティブ現象の原理と、そのホログラム動画への応用を紹介する。

○エバネッセント光を用いたナノ光造形技術の開発/東京大学/高橋 哲
屈折率の異なる二種類の誘電体界面において、光と物質の相互作用の結果として生成されるエバネッセント光を、一括露光型マイクロ光造形法の露光エネルギーとして適用するナノ造形技術の開発について紹介する。

■解説
○三次元物体認識の基礎と先端技術/中京大学/橋本 学
さまざまな分野で知能ロボットを実用化するために必須となるロボットビジョン、なかでも三次元物体認識に関して、その課題を整理するとともに、主要要素である三次元センサと物体認識アルゴリズム、さらに当研究室で研究中の「機能認識」に関する最新技術を紹介する。

○ナノフォトニクス技術による光電融合アクセラレータへの展開/日本電信電話㈱/新家 昭彦
CMOS回路とフォトニック層の間のシームレスな接続や、超低遅延演算が期待されているチップサイズの光干渉ユニットを更に高機能化する、ナノフォトニクス光電変換素子の可能性について紹介する。

○フラットパネルディスプレイに対するLTPS-TFT用露光機の貢献/イトウデバイスコンサルティング 伊藤 丈二
LTPS-TFTの適用例として、システムオングラス(SOG)の開発ロードマップと、ディスプレイ製品の開発経緯、並びにLTPS-TFT用露光装置の開発経緯を半導体用露光装置と比較して紹介する。高精細ディスプレイに対するLTPS-TFT用露光装置の性能を露光フィールド・解像力・焦点深度・光強度の面から説明する。

○指先サイズの超小型波長掃引量子カスケードレーザーの開発/浜松ホトニクス㈱/杉山 厚志
100 ms以下の計測時間で中赤外帯分光データを取得可能な、指先サイズの中赤外・超小型波長掃引量子カスケードレーザー(QCL)を開発した。分光機能を有するレーザー光源であり、透過計測や反射計測の赤外分光データを遠隔かつ高速で取得することを可能とする。本稿では、波長掃引QCLの概要と応用事例について紹介する。
2,200円
■特集:交通を支える光技術
○信号・運転分野におけるLiDARの活用事例/(公財)鉄道総合技術研究所/川﨑 邦弘
信号・運転分野におけるLiDARを活用した保守の省力化と自動運転の高度化に資するための研究開発事例として、建築限界支障判定装置と列車前方監視システムを紹介する。

○電子牽引を支える光無線通信/㈱三技協 松井 隆
有人の先頭車に無人の後続車が自動で追従することを電子牽引と呼ぶ。電子牽引の通信を電波無線で行うには帯域とコストに課題があるが、光無線であればそれらを解消できる。本稿では、電子牽引を支えるその光無線通信について紹介する。

○三次元レーザーレーダ式踏切障害物検知装置と高機能化/㈱IHI/小鷲 宜也・林 俊寛
当社の三次元レーザーレーダ式踏切障害物検知装置(以下、3DLR障検)、および3DLR障検の高機能化版について紹介する。3DLR障検は、リアルタイムで踏切内を三次元的に監視することが可能な装置であり、検知エリアを広くかつ柔軟に設定でき、より小さな物体を検知できるという特長がある。高機能化版では、IHI独自のアルゴリズムを用いてソフトウェアを改良することで、さらなる安全性の向上とより正確な検知を可能にし、高齢者や車いすなどが踏切内部に取り残される事故の防止にこれまで以上に貢献する。今後の展開として、積雪地域への展開のため路面変化への自動追従、遠隔監視についても紹介する。

■特集:社会を変える量子技術への期待②
○CMOSアニーリングチップによる疑似量子コンピュータ/㈱日立製作所/山岡 雅直
IoTが一般的となり必要な計算能力は増大しているが、従来の計算機の性能向上は半導体微細化の鈍化とともに困難となっている。そこで、処理対象を組合せ最適化問題に特化し、最適化問題をイジングモデルに写像し効率よく解くアニーリングマシンが提案されている。当社では、半導体回路でイジングモデルを疑似的に再現するCMOSアニーリングマシンを提案し、これまでに複数のプロトタイプを開発し、技術的バージョンアップを図っているほか、実用化に向けて様々なアプリケーションやソフトウェア技術の提案を行っている。本稿では、技術的概略を解説し、最新の開発状況を紹介する。

○シリコンフォトニクスを用いた量子情報処理/東北大学/松田 信幸
光を用いた量子情報処理システムの構築するためのハードウェアプラットフォームとしてシリコンフォトニクスが注目されている。本稿では、シリコン光導波路を用いた量子情報処理用光回路の実現方法と量子計算への応用について紹介する。

○カーボンナノチューブ室温・通信波長単一光子源とチップ上光素子への展望/慶應義塾大学/大矢 秀真・牧 英之/(地独)神奈川県立産業技術総合研究所/中川 鉄馬
情報化社会の持続的な発展を見据え、近年光や量子を用いた新しい情報処理技術に注目が集まっている。我々はそのような新技術へのナノカーボン材料の応用に期待を寄せ、単一光子源やオンチップ光源の研究を進めている。

■製品特集:光学系設計ソフト活用術②
○レーザービームの強度分布の計算/㈱オクテック/コプフ ピエール・鴨下 正彦
レーザービームのモード(強度分布)について詳細な導出を述べた後、それらのモードが混ざり合った現実のビームの品質を、BROのASAP .NextGenで計算できることを紹介する。

○CAD上で光線追跡を可能にするRayViz/㈱ノーツアンドクロス/山本 努

○Beyond 5Gへ向けた光・電波融合デバイス・システム基盤技術の考察/(国研)情報通信研究機構/山本 直克
魅力的な未来社会を具現化するために、Beyond 5Gの高度情報通信インフラ構築に求められるデバイス・システム基盤技術とは何か。その技術革新の方向性について「光・電波融合」をキーワードとして考察する。

■解説
○Mixed Realityと人工知能の活用による次世代関節リウマチ遠隔医療システム『NURAS』の実際/長崎大学/川㞍 真也・野中 文陽
我々は関節リウマチ患者を対象に最新技術のMixed Realityによる関節診察を軸とした遠隔医療システム(NURAS)を開発した。本システムでは、人工知能の実装およびオンライン会議システム、患者報告アウトカムシステムとの連携により診療をサポートする。

○ナノ粒子間界面の光場・力学場制御/東京大学/松井 裕章
ナノ粒子間界面の光学応答(表面プラズモン励起)の光場・力学場制御に基づいて、マクロスケールな力学的情報(応力・歪み)を検出可能な応力光センシング(機械光変換)技術の開発を紹介する。

○長尺パイプ・形鋼専用三次元レーザ加工機/ヤマザキマザック㈱/北本 哲一
あらたにファイバーレーザを搭載した3Dパイプ加工機“FG-220”。長尺パイプ/形鋼にて複雑な曲面形状の精密加工が可能であり、素材の搬入から製品の搬出に至るまで連続的に自動運転が可能。

○CASE時代に向けた最新のレーザー加工技術と今後の展望/トルンプ㈱/中村 洋介
CASEと称される次世代の車を構成する半導体や電子部品の製造には、微細で高精度な加工が求められる。本稿では、このような加工に必須な超短パルスレーザーと、その加工応用例としてセラミックスとガラス加工を紹介する。
2,200円
■特集:社会を変える量子技術への期待①
○大規模コヒーレントイジングマシン/日本電信電話㈱/武居 弘樹・本庄 利守
結合された光パラメトリック発振器群を用いて組み合わせ最適化問題を解く新しい計算機「コヒーレントイジングマシン」の原理、大規模ハードウェアの開発状況、およびベンチマーク実験について紹介する。

○量子ドットレーザーを搭載したシリコンフォトニクス小型トランシーバ/アイオーコア㈱/芝 和宏・村瀬 博一・上林 正樹・萩原 靖彦/屋敷健一郎・栗原 充・藏田 和彦
1.3μm帯量子ドットレーザを搭載したシリコンフォトニクス小型トランシーバである光I/Oコアの105℃の高温特性と搭載した量子ドットレーザの高い信頼性について紹介する。今後、この光I/Oコアは、5G基地局アンテナや自動車などのアプリケーションにおいても適用可能である。

○超伝導ナノワイヤ単一光子検出器/(国研)情報通信研究機構/寺井 弘高
超伝導ナノワイヤ単一光子検出器(SSPD)は、通信波長帯で検出効率90%のSSPDシステムが市販されており、量子情報通信分野を中心に普及が進んでいる。本稿では、SSPDの現状と今後の展望について紹介する。

■製品特集:光学系設計ソフト活用術①
○光学製品の照明・見栄え解析、フォトニクス解析のための光学製品/サイバネットシステム㈱/大橋 祐介・森崎 遥平
近年、光学解析ツールの利用用途が広がってきている。本稿では、2021年10月より当社が新たに取り扱いを開始した光学解析ツールAnsys Speos、Ansys VRXPERIENCE、Ansys Lumericalについて概要を紹介する。

○光工学解析ソフトウェア/CBS Japan/稲畑 達雄
FREDmpcはレンズや鏡枠の迷光解析や実画像評価を高精度で行うPCソフト。米国NVIDEA社との協業でCUDA言語対応により業界初のGPUボード駆動でCPU処理の400~1,200倍の高速処理を実現。

○ハイパワーレーザー光学系設計事例/Zemax Japan㈱/松元 峻士
STARモジュールを用いたSTOP設計サイクルを、熱による変形の影響が大きいハイパワーレーザー光学系の設計事例を使って紹介する。

○高速物理光学ソフトウェア/㈱ティー・イー・エム/澤田 宏起
昨今はレーザーを用いる光学系の多様化、光学素子の微細化などの背景から回折、干渉の影響を高い精度で解析する需要が増加しつつある。汎用電磁場追跡ソフトウェアVirtualLab Fusionはこうした要求に対して多くの可能性を提供できる見通しである。本稿では、VirtualLab Fusionにおける物理光学計算の概要と解析事例をいくつか紹介する。

■解説
○殺菌能力と生体への安全性を兼ね備えているUVCの波長域の検討/神戸大学/国定 充
紫外線UVC波は従来人体に対しては有害と考えられてきた。近年Far-UVCというより短波長だけを取り出すランプが開発され、新型コロナウイルスに対して有効な不活化作用を示すのと同時に皮膚や眼に有害な作用が起きないとされている。

○赤外線サーモグラフィによる発熱者スクリーニング/立命館大学/木股 雅章
COVID-19発生以降頻繁に目にするようになった赤外線サーモグラフィによる発熱スクリーニングに関し、測定原理、誤差要因、使用上の注意事項を紹介する。

○新型コロナウイルス感染症と紫外線消毒/東京大学/小熊久美子
新型コロナウイルス感染症の世界的大流行を踏まえた紫外線消毒の技術動向と今後の展望について、国内外の状況や最新の知見を交えて紹介する。

○高輝度加工用青色半導体レーザー開発/大阪大学/塚本 雅裕・佐藤 雄二・東野 律子・竹中 啓輔・堀 英治/㈱島津製作所/東條 公資・宇野 進吾・諏訪 雅也/ヤマザキマザック㈱/大内 誠悟・浅野 孝平
NEDOプロジェクト「高輝度・高効率次世代レーザー技術開発(2016~2020年度)」における「高輝度青色半導体レーザー及び加工技術の開発」の成果について紹介する。

○近赤外線によるヒト生体機能計測/浜松医科大学/星 詳子
近赤外線スペクトロスコピと近赤外光トモグラフィは、主としてヘモグロビンを計測対象とする生体機能計測法である。本稿では、両計測法の基本原理、計測例、課題について概説し、今後の展望について紹介する。

○持ち運び可能なレーザーピーニング装置の開発/分子科学研究所/佐野 雄二
スーツケース2個に収納できるレーザーピーニング装置を開発した。各種の金属材料に適用した結果、残留応力と疲労特性の改善効果を確認した。100 V、400 Wで動作するため、屋外のインフラの長寿命化などへの応用も期待できる。
2,200円
■解説
○産業界におけるドローンを用いた遠隔計測/東京大学/土屋 武司
ドローンの普及とともに様々な利活用法が模索されている。その一つが遠隔計測である。ドローンは空中領域に計測機器を運ぶ飛行ロボットである。本稿では、ドローン技術の現状と産業界での遠隔計測を用いた実例を紹介する。

○内視鏡動画像に基づく胃の三次元モデル復元/東京工業大学/紋野 雄介・Widya Aji Resindra・奥富 正敏/日本大学/鈴木 翔・後藤田卓志/(医)康喜会辻仲病院柏の葉/三木 健司
内視鏡検査時の胃内部の動画から、胃全体の三次元モデルを復元して、内視鏡画像のカラーテクスチャ情報を効果的に三次元表示する手法を紹介する。

○インライン全数検査を目指す光表面形状計測システム/埼玉大学/塩田 達俊
インライン全数検査を実現するために高速でかつ振動に対するロバスト性をもった計測法の開発が重要であり、提案するシングルショット二次元光断層計測法が適用できる可能性があることを紹介する。

○生体分子計測に向けた蛍光分光測定/学習院大学/高門 輝
蛍光分光法は生体試料のような複雑で夾雑物の多い試料の測定に力を発揮する。本稿では、蛍光分光法を用いた生体分子計測について、蛍光寿命測定と近赤外波長領域での測定に焦点を当てて紹介する。

○マルチタップCMOSイメージセンサによる生体イメージングとTOF距離イメージングの高機能化/静岡大学/香川景一郎
本稿では、画素内に複数の電荷蓄積部をもつマルチタップ画素を用いた機能的イメージングとして、時間分割多重撮像と構造光照明に基づく生体イメージングと、マルチパス干渉に強い時間圧縮型距離画像計測について紹介する。

○ハライドペロブスカイトが拓く新しい非線形光学応用/京都大学/湯本 郷・金光 義彦
非線形光学過程を利用することにより、超高速な量子状態制御やスイッチングが可能になる。本稿では、ハライドペロブスカイト半導体ナノ粒子の特異な電子・光学特性を利用することにより、室温・近赤外領域における効率的な超高速光変調が実現できることを紹介する。

○近赤外マルチスペクトルセンサーとその眼底カメラへの応用/奈良先端科学技術大学院大学/太田 淳・竹原 浩成
眼底は体内で唯一外部から毛細血管が観察可能な場所であり、眼底像による生活習慣病診断が期待されている。近赤外カラー化技術を用いた眼底カメラは、まぶしくなく一人で眼底撮像が可能であり、パーソナルヘルスケアへの展開が期待できる。

○中赤外ファイバレーザーの進展と応用展開/大阪大学/時田 茂樹/三星ダイヤモンド工業㈱/村上 政直
従来の1μm、1.5μm、2μmのファイバーレーザーに加え、新波長2.8μmの中赤外ファイバーレーザーの実用化が検討されている。本稿では、その開発動向と応用例を紹介する。

○半導体量産のはじまったEUVリソグラフィーにおけるEUV検査・観察技術/兵庫県立大学/原田 哲男
波長13.5 nmのX線を用いるEUVリソグラフィーは、2019年から半導体量産での利用が開始された。回路原板であるマスクは多層膜反射型であるため、EUVでの検査・観察が必要となり、本稿では、EUVを用いたこれらの技術について紹介する。

○2次電池へのレーザー加工適用の現状と将来展望/㈱タマリ工業 三瓶 和久
2次電池は溶接、切断、クリーニングにレーザーが使われるが、銅、アルミの材料物性に起因する課題が多い。本稿では、レーザー加工の適用の現状と課題について解説し、発振器の進化に伴う将来の展望について紹介する。

■製品技術紹介
○高機能光計測用光学系と応用光計測装置/シナジーオプトシステムズ㈱/安川 学
○VCSEL光源ユニットの設計と評価/エーエルティー㈱/髙野 裕・河村 達也

2,200円
■特集:工業分野におけるOCTの現状と各社の取り組み②
○工業利用OCTの最適な選択法/㈱システムズエンジニアリング 樋渡 史子・高田 敏寛・大林 康二
工業利用OCTの最適な選択法について紹介する。

○インライン検査用シングルショットOCTの開発/シンクランド㈱/細田 真希・太田 和哉・志賀 代康/埼玉大学/塩田 達俊
部品の表面キズや不具合検査の精度向上を目的に、当社では計測速度と分解能、特に深さ方向の分解能とを両立させたインライン検査用シングルショットOCTの開発を行っている。

○OCTの産業用途への展開/ソーラボジャパン㈱/小池 英仁
ソーラボ社のVCSEL波長掃引方式および分光方式OCTでの実際の適用例をもとに、OCTの産業用途利用について紹介する。

○次世代画像解析に求められる3D断層イメージング対応
SD-OCT用分光ユニット最新情報(Wasatch Photonics社)/㈱ティー・イー・エム/浅香 宗利
産業用途に求められる次世代OCTイメージングを得るには、それに特化した専用分光器を使用する必要がある。本稿では、十分な信号強度を維持し、かつ深度方向ロールオフを最小限に抑えるWasatch Photonics社製SD-OCT用分光ユニットを紹介する。

○テラヘルツOCTによるインフラ構造物壁面検査技術の開発/㈱トプコン/椴山 誉
インフラ構造物の老朽化と維持管理は深刻な社会問題となっており、その解決は急務である。我々は、テラヘルツ波を用いた光干渉断層計(OCT)によるインフラ構造物の壁面検査技術の開発を行っており、本稿では、その成果について紹介する。

○特長的なOCTを実現するSCレーザー/セブンシックス㈱/西浦 匡則
NKT Photonics社のSuperKシリーズは「信頼性」、「安全性」、「制御性」に優れた唯一のSupercontinuumレーザーである。本稿では、SCレーザーを搭載したOCTの実例に触れながら、OCTに適したSuperKシリーズの選定方針、SuperKシリーズの優位性を紹介する。

■特集:色とは何か?色は現実それとも主観?
○ニュートンの光のスペクトルとゲーテの闇のスペクトル/大阪経済大学/畑 一成
色彩はどこに存在するのか。光の波長にあるのか、網膜にあるのか、脳にあるのか、もはや物質でもない意識にあるのか。その全てだとすると、色彩は物質的かつ非物質的であることになる。では、闇のスペクトルは可能か。

■解説
○リチウムイオン電池製造工程へのレーザー加工の適用と今後の可能性/トルンプ㈱/中村 強
EVの主要部品であるリチウムイオン電池の製造ツールとしてレーザーの重要性が高まっている。近年様々な新しいレーザーとその加工技術の開発が進み、今後さらに電池製造工程へのレーザー加工の適用が増えていくことが予想される。本稿では、このようなリチウムイオン電池の製造工程に適用されるレーザーとレーザー加工技術の現在と今後の可能性を探る。

○高強度レーザーを利用したインフラ点検技術の社会実装/㈱フォトンラボ/坂本 勝哉・木暮 繁/(国研)量子科学技術研究開発機構/錦野 将元・岡田 大・近藤 修司・北村 俊幸・長谷川 登
レーザー打音検査装置は、高強度レーザーにより打音検査を遠隔化・定量化・デジタル化することでインフラ点検業務を支援する新しい検査装置である。本稿では、その性能・運用方法、および社会実装の現状について紹介する。

○ミリ秒時間分解能CTのためのX線マルチビーム光学系の開発/東北大学/矢代 航
非可逆・非平衡系の4D可視化を可能とする1msマイクロX線CTを実現するためのマルチビーム光学系(マルチビーム光学素子、マルチビーム画像検出器)の基本的な原理と、それらを用いた実験例について報告する。

○全固体リチウム電池とレーザー/東京工業大学/西尾 和記・一杉 太郎
次世代型蓄電池である全固体Li電池のさらなる高性能化に向けて研究・開発が進められている。本稿では、電池研究で用いられているレーザーやその周辺機器に焦点をあて、著者らの全固体Li電池作製の取り組みを紹介する。

○DXの計測における可能性を考える/(国研)産業技術総合研究所/高辻 利之
デジタルトランスフォーメーション(DX)が社会のあらゆる分野でキーワードになっている。計測はDXを進める上で不可欠の技術であるが、本稿では、計測そのものにDXを取り入れることについて考察する。

■製品技術紹介
○高出力化が進む共焦点顕微法のための4波長レーザー光源/TOPTICA Photonics AG/コンスタンティン・バングルーバ
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  • 出版社:日本工業出版
  • 発行間隔:月刊
  • 発売日:毎月1日
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