光コムを用いた精密計測と顕微イメージングへの応用

1. はじめに

光を用いた計測法は,形状計測などの産業応用,細胞や組織イメージングなどの医学・生物学応用,重力波検出などの基礎科学応用など幅広く用いられている。それらの応用に応じて様々な感度や精度での計測法の開発が試みられてきた。その中でも,2005年のノーベル物理学賞でも知られる「光コム」と呼ばれる光源の登場は,光の周波数に基づいた革新的な計測法を実現した。

光コムとは,多数の狭線幅光周波数モード列が等間隔で櫛の歯状に立ち並んだ離散的マルチスペクトル構造を示す1, 2)。このスペクトル構造は高度に制御されているため,各コムモードの絶対光周波数(数百テラヘルツ)を光周波数の揺らぎ1 MHz以下の精度や確度で決定できる。即ち,従来の測定法を大幅に上回る1010を超える広いダイナミックレンジを持った測定ができるようになった(即ち,有効数字の桁を10桁以上つけることが可能)。この精度や確度は,櫛の歯状に並んだ全ての光コムモードで実現されているため,光コムは「光周波数のものさし」として利用できる。これは,人類が手にした最も高精度なものさしである3)

このような高い精度を持つ光コムを用いると,単に光周波数軸上に高い精度を持つという特徴のみならず,後述する様々な特徴が現れることが明らかとなってきており,光周波数の超精密計測のみならず,様々な特徴を持った精密計測応用が期待されている。本稿では,我々が現在取り組んでいる,光コムを用いることで実現可能な特徴的な偏光計測や顕微鏡下での計測について紹介する。

関連記事

  • 地球と人工知能を繋ぐ光ファイバーセンサー

    著者:光産業創成大学院大学 林 寧生 1. はじめに 2026年3月,まだ寒さの続く季節の仕事帰り,電車の中で無意識に開くソーシャルネットワークサービス(SNS)。そのコンテンツは人が作っている。生成AI動画も人が指示を…

    2026.02.26
  • 安定な有機光触媒を利用した光触媒反応の開発

    1. はじめに 近年の地球環境問題への関心の高まりから,有機合成化学分野においても環境に配慮したものづくりが注目されている。特に最近では,クリーンなエネルギー源である可視光を活用したフォトレドックス触媒反応が精力的に研究…

    2026.02.12
  • フォトサーマルナノポアによる単一分子レベルでのラベルフリータンパク質構造ダイナミクス解析技術

    1. 背景 タンパク質の三次元構造は,生命現象の根幹を支える重要な要素である。X線回折を用いて立体構造解析が報告されて以来,核磁気共鳴分光法やクライオ電子顕微鏡,質量分析など,多様な実験技術が開発され,タンパク質の構造と…

    2026.01.13
  • 超低電圧で発光する青色有機EL素子の開発

    1. はじめに 有機発光ダイード(OLED),つまり有機ELは色鮮やかな映像を映し出せることから,スマートフォンや大画面テレビなどに使われ既に市販されている。さらに近年ではVRゴーグルのプロジェクターや,PC画面,車載用…

    2025.12.10
  • イベントベース計算撮像による光沢・透明物の外観検査

    1. はじめに 製造業における重要課題の一つは,光沢・透明物の外観検査である。外観検査とは製品外観にキズや汚れ,欠けなどの異常がないかを確認し,品質を保証する検査のことである。近年の深層学習ベースの画像認識の発展に伴い,…

    2025.11.10

新着ニュース

人気記事

編集部おすすめ

  • オプトキャリア