ポリマGRIN レンズの製造を改善するOCT

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(1)world news 光学的製造技術. ポリマ GRIN レンズの製造を改善する OCT 新型レンズは球形の屈折率勾配を持. ープラス社（PolymerPlus）、米ケース・. 多数の他機関との協力の下で、光コヒ. つ。このレンズは軽量単レンズカメラ. ウエスタン・リザーブ大学、タイのスラ. ーレンストモグラフィー（OCT）を使って、. や他のデバイスの潜在的需要を持つ. ナリー工科大学（Suranaree University. 新しいタイプの屈折率分布型（GRIN）レ. が、レンズ自体の技術的躍進は、その. of Technology ）からの研究者で構成さ. ンズの内部構造の高解像度 3 D 画像を. 製造的側面にある。同大学チームは米. れる。. 取得した. シノプシス社（ Synopsys ）、米ポリマ. 米ロチェスター大学の研究チームは、. 。S-GRIN と呼ばれるこの. （1）. 軸勾配（曲面）、とりわけ動径勾配（光軸に垂直な平坦端をもつ棒状）をもつ. （a）. GRIN レンズは一般的だが、S-GRIN レ. （b）. ンズは球形屈折率勾配の加工が困難なため、さほど普及していない。しかし、. 0.6 mm. そのような勾配はレンズ設計者にレン. y. ズ収差を補正するさらなる自由度を提. （c）. x. 供するため、ケース・ウエスタン・リザ. z. ーブ大学のチームは多数のポリマ層を互いの上に重ねて製造する技術を粘り. 25 mm. 強く開発した。次にこれを加熱、圧縮. y. 25 mm. x. （d）. 成形して、同心円状球面をもつプリフォームを作製した。このプリフォームをダイヤモンド旋盤にかけ、最終レン. （e）. ズに仕上げた（ 2 ）。. 微視的な細部の 3D イメージングしかし、レンズ製造工程の 1 つの重 y. y x. 要な部分は、作られているものの詳細な特徴を知ることである。OCT は光. x. x. 伝達物質内部の非侵襲 3D 測定（ OCT. x. z （f）. y （g）. （h）. 400 µm. の最も有名な利用は生物組織の 3D 画像形成）が可能なため、同大学の研究チームは OCT を使って S-GRIN の多層の微視的詳細を画像化した。 2 つのアプローチが採用された。第 1 は、同大学で開発された、いわゆるガボールドメイン光コヒーレンス顕微鏡法（ GD-OCM ）であり、8mm 立方体積. 図 1 熱プレスされた GRIN シートの内部構造が掃引光源フーリエ領域 OCT（ SS-OCT ）によって 3D 画像として可視化された（ a ）。このシートは写真（ b ）でも示された。異なる深度の OCT データのスライスは内部構造（ c 〜 e ）を示している。シートを通る 2D 断面中の黄色の点線は特定のポリマ層を強調している。この層のトポグラフィーがこの層の 2 つの OCT レンダリング、すなわちシートトップから画像処理されたもの（ g ）とボトムから画像処理されたもの（ h ）で明らかにされた。（資料提供：ロチェスター大学）. 10. 2013.9 Laser Focus World Japan. に対して 3 次元において 2μm の高解像度を提供する。同大学の研究者ジャニック・ロラン氏（Jannick Rolland）は、「われわれは、この GD-OCM 法で個々の膜と厚み 0.6.

(2) mm 以上の堆積膜を高感度で撮像し. することで、GRIN シートの体積全体. よって、S -GRIN は大いに改善された。. た」と言う。「同時に、しかし異なる温. を評価した（図 1 ）。ロラン氏は、「層の. 「 OCT は、微妙な構造を高コントラ. 度で透明度の異なる堆積膜を構成する. 同時組み立て時に、理想的な層形成か. ストで撮像する非常に敏感な技術であ. 過程で、各層の組成も観測した」と付. らの逸脱があると、いくつかの層が予. る」とロラン氏は指摘する。「その鍵は、. け加えた。さらにロラン氏は、新しい. 測よりも過少または過剰に圧縮される. これらの視覚化された構造と、それら. 堆積工程、いわゆる整合化工程を使う. だろう」と言う。「われわれは、（ SS-. がこれらのコンポーネントを通過する. ことで、層間の後方散乱も低下したと. OCT を使って）、これらの逸脱を定量. 波面をいかに変形させるかを関連づけ. 言う。この工程のおかげで、光学コン. 化し、製造工程を補正しながら反復す. ることだ。残る構造の効果についての. ポーネント内の透過も従来工程に比べ. ることができた」と付け加えた。. われわれの理解は OCT と従来の干渉. 10% 以上高まった。. ロラン氏のチームは、S-GRIN レン. 法を組み合わせた将来研究によって深. 第２の OCT 工程は、8μm の軸方向. ズの製造工程を開発しているポリマー. められるであろう。これまでに、われ. 分解能と 20μm の方位分解能を提供す. プラス社のマイケル・ポンティング氏. われは開口の 90% 以上が回折限界に. る掃引光源フーリエ領域OCT （SS-OCT）. （ Michael Ponting ）にも協力を要請し. 達する試料を分析してきた」と語って. である。SS-OCT は最大 5mm の深さ. た。OCT が提供するフィードバックに. まで測定することができる。これを、微視的構造をより微細なスケールで捕らえる GD-OCM と組み合わせて利用. いる。. （ John Wallace ）. 参考文献（ 1 ）P. Meemon et al., Sci. Rep., 3, 1709（ 2013 ）; doi:10.1038/srep01709. （ 2 ）Y. Jin et al., J. Appl. Poly. Sci., 103, 1834‐1841（ 2007 ）.. Laser Focus World Japan 2013.9. LFWJ. 11.

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