スペックルのない画像を作り出すランダムレーザ

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(1)world news 医学イメージング. スペックルのない画像を作り出すランダムレーザイメージングの分野でランダムレー. め、多くの画像システムでは低輝度で. 究員のブランドン・レディング氏と共. ザは有望かもしれない。昨年、空間コ. あってもインコヒーレントランプまた. 同で、ランダムレーザのコヒーレンス. ヒーレンスの低いランダムレーザを作. は LED が使われる。. を低減する方法を研究している。その. 成した米エール大学のチームは、スペ. ツァオ氏は無秩序物質でのランダム. 中にはレーザ色素溶液中の 240nm ポ. ックルのない画像を得るために低コヒ. レーザ発振を最初に実証して以来、ラン. リスチレン球を使い、光散乱球の密度. ーレンスレーザの実証を開始した。こ. ダムレーザに十数年以上取り組んでい. を変える効果、さらには 532nm パルス. の実証試験はバイオイメージング、ピ. る。ランダムレーザが特異な点は、レー. 光でポンプされたレーザ媒質のサイズ. コプロジェクタ、映写機などにレーザ. ザ共振器ミラーがないことと、発振の. と形の研究がある。彼らは、ポンプ領. を応用する可能性を探るものである。. 持続がレーザ媒質に分散された粒子か. 域を高くして、散乱体間の距離を短く. コヒーレンスの副産物であるレーザ・. らの光散乱が必要なことである。これ. するとレーザモード数が高くなり、空. スペックルとは、レーザビームが散乱. らの点はレーザ色素と半導体を含む多. 間コヒーレンスが低減することを発見. 体を通過する時に発生する明領域と暗. くの物質で実証されたが、昨年まではそ. した。また、昨年発表したこの研究は. 領域の変動パターンのことである。レ. れらは常にコヒーレンス出力であった。. コヒーレンスを低減させるランダムレ. ーザアプリケーションの多くは許容範. ーザ設計法も示している（ 1 ）。. 囲であるが、スペックルはレーザ光で. スペックルと OCT. 今回、彼らが報告したのは、空間コヒ. 記録、またはレーザプロジェクタで映. ツァオ氏は、エール大学メディカル. ーレンスを低く調整したランダムレー. した画像を劣化させる。. スクールのイメージングの専門家であ. ザによるスペックルのない画像の実証. エール大学の物理学者であるホイ・ツ. るミハエル・コーマ氏と、彼の光コヒー. である（ 2 ）。空間コヒーレンスを低くした. ァオ氏は、「人は、ランダムに表れる粒. レンストモグラフィ（ OCT ）の研究に. ランダムレーザにより照射された物体. 状のパターンであるスペックルに焦点. おけるスペックルノイズ問題について. の画像を、LED、増幅自然放出光、広帯. を当てるので厄介だ」と言う。また、ス. 議論を重ねて、コヒーレンス低減研究. 域レーザ、狭帯域レーザ照射などで記録. ペックルは医者が見ようとする詳細を. を開始した。「この問題の解決にラン. した画像と比較する一連の実験を行っ. 隠すので医用画像分野では特に厄介な. ダムレーザが使えるのではないかと考. ている。いずれの結果も、ランダムレー. 問題である。スーパールミネセント光. えた」とツァオ氏は言う。. ザの鮮明さは、LED に次いで 2 番目で. 源でさえもスペックルを発生させるた. ツァオ氏とコーマ氏は博士号取得研. あったが、増幅自然放出光やその他の. （a）. 16. 2012.9 Laser Focus World Japan. （b）. 図1 光源にランダムレーザ（ a ）と通常のレーザ（ b ）を使用して、散乱フイルム（ターゲットの検出側に設置）を通して得られた空軍の解像力テストチャートの画像。（提供 : エール大学）.

(2) レーザ光源よりも著しく良好であった。. の目標であるOCT、つまりコヒーレント. デインティ氏は、本件の実証を「印象. より明るいレーザ光源は移動または. イメージングプロセスからコヒーレン. 的な成果」と評したが、レーザのコヒ. 変化する撮影対象などで新たな展望を. トアーティファクトの消去を実現した. ーレンスの低減はビーム発散増大と低. 開くため、得られた結果は生体医学画. いとツァオ氏は言う。またツァオ氏は、. 輝度を伴うと忠告する。米スタンフォ. 像化には朗報といえる。「どれだけ速. 量子ドットおよびランダム空孔、また. ード大学のジョセフ・グッドマン氏は、. く映像化できるかという可能性の限界. はフォトニック結晶ファイバなどの、. スペックルのないレーザはニュース価. を確定するのは光源である。そして高. より実用的な低コヒーレンスレーザを. 値があると同意するが、揺動拡散板な. 速化が常に求められているのだ」とコ. 開発したいと考えている。加えて、ホ. どのスペックル低減技術と競合になる. ーマ氏は言う。さらに、レーザプロジ. ログラム作成に十分な程度にコヒーレ. と付け加える。グッドマン氏の意味す. ェクションでも、スペックルのないレー. ントであるが、スペックルを作らない. るところは、変動のないマルチモード. ザは魅力的である。現状のレーザプロ. 程度にインコヒーレントなランダムレ. ファイバが大型のレーザプロジェクタ. ジェクタは、スペックルを平均化する. ーザの調整法も考察している。. でスペックルを低減させる可能性の示. ための動的な光学要素が必要だが、ラ. 英アイルランド国立大学のクリス・. 唆である（ 3 ）。. ンダムレーザは、それが不要になるかもしれないのである。ランダムレーザでのインコヒーレント画像化の実証後は、コーマ氏の本来. （ Jef Hecht ）. 参考文献（ 1 ）B.Reddingetal.,Opt.Lett.,36,3404（ Sept.1,2011 ）. （ 2 ）B .Reddingetal.,Nat.Photon.（ advanceonlinepublication,（ Apr.29,2012 ）;doi:10.1038/ NPHOTON.2012.90. （ 3 ）J.ManniandJ.Goodman,Opt.Exp.,20,11288（ 2012 ）.. LFWJ. Laser Focus World Japan 2012.9. 17.

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