光系研究室

光科学/光工学基礎研究室 (Optical Science & Fundamental Photonics Laboratory)

所属教員

研究キーワード

ナノフォトニクス (Nanophotonics), プラズモニクス (Plasmonics), メタマテリアル(Metamaterials), 微小光学 (Micro Optics), 量子光学 (Quantum Optics), 非線形光学 (Nonlinear Optics)

研究内容

常識を超える新奇光学材料や小型・省エネにつながる光機能性デバイスの実現を目指し、金属表面にエネルギーが局在する「表面プラズモン」を利用した金属微細構造の光物性評価やその評価装置開発、金属微細構造で生じる光学モードの特定、プラズモニクスの基礎原理の解明、プラズモニックデバイスの研究・開発を行っています。
特に最近では、メタマテリアルの構成要素であるSRR(Split-Ring Resonator)や、極小光配線のためのプラズモニック導波路を作製し、それらの光学特性について実験とFDTDシミュレーションの両面から評価することを研究上の柱としています。これらの研究分野では、海外からの招待講演を受けるなど、世界的に高い水準の研究実績と 知識・経験の蓄積があります。
現在、取り組んでいる主なテーマは次の4つです。

  1. 微小球リソグラフィー法(NSL法)を用いたメタアトム・光メタマテリアルの作製・評価
  2. 伝搬型表面プラズモンを利用したプラズモニック導波路デバイスの開発
  3. 金属ナノ構造用いた線形・非線形光学特性評価
  4. 表面プラズモンを利用した、発光デバイスやセンシングデバイスの高機能化


レーザーナノサイエンス/光機能性高分子 研究室 (Laser Nanoscience/Optical Materials and Devices Laboratory)

所属教員

研究キーワード

ナノ光化学 (Nanophotochemistry), 機能性高分子 (Functional Polymer), 高分子科学 (Polymer Science)

研究内容

(1)レーザーナノサイエンス
橋本研究室のテーマは,第一に,貴金属ナノ粒子の研究です. 代表的な金ナノ粒子は光学材料,触媒,太陽電池,ナノ治療等の生物医学への応用が期待されます. 橋本研究室では化学物質を用いないで高圧下でレーザーを用いてナノ粒子作製をおこなうことにより,化学毒性が少なくサイズ・形状のそろった粒子を作製することに成功しました. また,その光学的性質を研究し,特に光熱変換の機構解明において世界的に学術的評価の高い研究を行いました. 第二に,ガラス内部の微細加工の研究です. フェムト秒レーザー照射と水酸化カリウムによるエッチングを組み合わせる独自手法を用いて,ガラス内部に微小な空洞,流路,回転体などを作製することに成功しました. これは,マイクロチップとして血液や尿・汗などから病気の診断をするシステム構築の基盤材料として極めて有用です.
(2)光機能性高分子
有機化合物,特に高分子を中心とした機能性材料の研究開発を行っています.手塚らは電解重合ポリチオフェンに特有のナノ構造を利用した有機薄膜太陽電池を作製し,二層型としては極めて高いエネルギー変換効率を実現しました。また丹羽らは植物由来の原料を用いた新しい高分子合成法を開発しました.このように,高分子を作るための重合反応に関する基礎研究から高分子を応用した機能性材料・デバイスの開発にいたるまで,高分子材料のあらゆる可能性を探っています.


光ナノ材料物性研究室 (Photonic Nanomaterials Physics Laboratory)

所属教員

研究キーワード

光機能ナノ材料(Photonic functional nanomaterials), ナノフォトニクス(Nano photonics), レーザー分光(Laser spectroscopy), メゾスコピック科学(Mesoscopic science), 太陽電池(Solar cell), 光触媒(Photocatalyst)

研究内容

太陽電池,光触媒,光通信素子材料,生体試料などにおける機能発現のメカニズム解明のため,またメゾスコピック*界面における物理現象の解明のため,最先端のレーザー光源や光学顕微鏡,プローブ顕微鏡を駆使した研究を行っている.
*メゾスコピック・・・ナノとミクロの間≒光の回折限界程度大きさ


光計算工学研究室 (Optical computing Laboratory)

所属教員

研究キーワード

3D映像技術(3D imaging technology), 視覚情報処理(Visual information processing), 高度情報提示(Advanced information presentation), 液晶素子(Liquid crystal device), LED(Light emitting diode), 視覚心理物理学(Visual psychophysics), 奥行き知覚(Depth perception)

研究内容

人に優しい情報環境を実現するために,人に分かりやすい情報の提示技術と,これを人が安心安全に扱える技術の確立を目指している。人に分かりやすい情報提示を実現するために,高い臨場感をもたらす3D表示,高度情報提示,遠隔コラボなどのシステム技術とLEDや液晶によるデバイス技術を研究している。また,情報の安心安全な提供を実現するために,視覚情報処理や映像の生体影響,光情報セキュリティ,3D情報処理に関する研究を行っている。


光情報処理研究室 (Optical Information Processing Laboratory)

所属教員

研究キーワード

医用画像 (Medical Imaging), コンピュータ支援診断(Computer aided Diagnosis), 3次元画像処理 (3-dimensional image processing), パターン認識 (pattern recognition), CTイメージング (CT imaging), コンピュータグラフィックス (computer graphics)

研究内容

日本人の3人に1人はがんで死亡しています.近年,CTの革新的な進歩により,がんの検診・診断・治療においてCT画像は中心的情報源となっています.本研究グループは胸腹部の3次元CT画像を活用し,がん(肺がん,肝がん,大腸がん)を中心として胸水,慢性閉塞性肺疾患(COPD),骨粗鬆症,慢性肺血栓塞栓症の早期検出・診断法の研究開発を進めています.このために(1)基礎研究:放射光を利用したミクロレベルの形態やがん病態の観察と解明,(2)開発研究:正常臓器・疾患の計算解剖モデルに基づく検出・診断法の研究開発,(3)実用化研究:肺がんCT検診の早期検出・診断支援システムの研究開発を行っています.


フォトニックネットワーク・物理化学研究室 (Photonic Network and Physical Chemistry Laboratory)

所属教員

研究キーワード

フォトニックネットワーク(Photonic network), 光通信(Optical communication), 光信号処理(Optical signal processing), 光ラベル識別(Optical label recognition), 光スイッチ(Optical switch), 光バッファ(Optical buffer), 光センシング(Optical sensing), 光変調フォーマット変換(Optical modulation conversion), 物理化学(Physical chemistry), ナノフォトニクス(Nano photonics), ソフトマター(Soft matter), コロイド結晶(Colloid and hard-sphere system), 統計力学・熱力学(Statistical mechanics and thermodynamics)

研究内容

本研究室では大きく二つのテーマを取り扱っている.
(1)フォトニックネットワーク
IPトラフィックの大容量化に伴い,高速広帯域ネットワーキングを光情報処理の特性を生かした超高速フォトニックネットワークシステムにより実現することが期待されている.その要素技術として,高密度波長多重(DWDM)による大容量フォトニックネットワークシステム,高速フォトニックルーティングシステムについて研究を行っている.特に,光のままIPパケットを高速にルーティングする全光型ルーティングシステムの研究および光バーストスイッチングの研究などを行なっている.
(2)物理化学
「光をあやつるソフトマター」 「光でさぐるソフトマター」
フォトニックな用途に応用が可能な品質を目指して,ソフトマターの構造制御と物性解明の研究を,理論・シミュレーションを中心に実験的研究も交えながら行っている.ソフトマター中には,光の波長のオーダーのさまざまな構造が形成され, その中でも特にコロイド結晶中の欠陥制御とゲルの網目構造の異方性に着目し研究している.また統計力学および熱力学の基礎と応用の研究を行なっている.