光CT装置のための光周波数コム発生に関する研究

光学CT设备光学频率梳生成技术的研究

基本信息

批准号：
13750042
负责人：
興梠元伸
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

光CT装置に適した光周波数コム発生の検討を行った。それによると、深度方向の測定ダイナミックレンジを例えばLとすると、変調周波数の最適値はfm=光速度/2Lとなることがわかった。これより大きいとダイナミックレンジはL以下となり、これより小さいと、分解能一定の条件でSN比が劣化する。ところが、生体観測を行う場合Lの値は数mm程度であり、それに適するfmの値は20GHz以上が望まれる。しかしながら、従来の光周波数コム発生器の変調周波数は数GHzであり、適していなかった。そこで光CT装置に適した光周波数コム発生のために、光周波数コム発生器の変調周波数の高周波数化をおこなった。光周波数コム発生用の結晶の再設計をおこない、従来より断面積が半分の結晶を作成した。と同時に、新規設計のマイクロ波共振器を製作し、この結晶を搭載した。この結果、およそ30GHz程度まで、マイクロ波の共振モードを確認した。さらに、結晶内部を伝搬するマイクロ波と光の速度整合を得るために、マイクロ波共振器の空洞サイズを調整した。結果、20GHzで変調可能な光周波数コム発生器を作成した。これにより変調周波数が20GHzと高周波数でありながら、従来と同様な光コム発生に成功した。生体観測を行うに適した光コム発生のめどがついた。これからはスペクトル形状のフラット化、及び変換効率の向上をめざし、光コム発生器に光フィルタを搭載することの実現を目指す。

我们研究了适用于光学 CT 设备的光学频率梳生成。根据本研究发现，如果深度方向的测量动态范围例如为L，则调制频率的最佳值为fm=光速/2L。如果大于此值，则动态范围将小于L，如果小于此值，则在分辨率恒定的情况下，信噪比将恶化。然而，当进行生物观察时，L的值约为几mm，并且适合于此的fm值期望为20GHz以上。然而，传统光学频率梳发生器的调制频率为数GHz，并不适用。因此，为了产生适合光学CT设备的光学频率梳，我们提高了光学频率梳发生器的调制频率。我们重新设计了用于光学频率梳生成的晶体，并创造了一种横截面积为传统晶体一半的晶体。同时，还制造了一种新设计的微波谐振器，并配备了这种晶体。结果，我们确认了高达约 30 GHz 的微波谐振模式。此外，调整微波谐振器的腔体尺寸以实现微波与晶体内传播的光之间的速度匹配。因此，我们创造了一种可以在 20GHz 调制的光学频率梳发生器。结果，即使调制频率高达 20GHz，我们也成功地生成了与传统方法类似的光梳。生产适用于生物观察的光梳的前景已经达到。从现在开始，我们的目标是使光谱形状平坦并提高转换效率，并致力于将滤光片集成到光梳发生器中。