光アライアンス 2022年8月号

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光アライアンス 2022年8月号

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■特集:メタマテリアルの世界
○三次元メタマテリアルによる高効率赤外吸収体と赤外分光応用
/(国研)理化学研究所/田中 拓男
メタマテリアルの応用技術の一つにメタマテリアル吸収体がある。これは光の反射と透過を抑制して、光を完全に吸収する1種の「表面」である。本稿では、このメタマテリアル吸収体とその分光技術への応用について、著者の研究成果を中心に最近の進展を紹介する。

○光メタ表面センサーにおける最近の進展〜バイオセンシングと赤外線検出
/(国研)物質・材料研究機構/岩長 祐伸・宮崎 英樹
本稿では、メタ表面の応用的研究のうち、バイオセンサーと赤外線センサーへの応用について最近の進展を中心に紹介する。また、メタ表面について報告されている様々な機能についても年表的に概説する。

○三次元光メタマテリアルの自己組織的作製
/東北大学/藪 浩
高分子微粒子表面に貴金属ナノ粒子を静電相互作用により高密度充填させることにより、三次元的に貴金属ナノ粒子を微粒子表面に集積させる手法を確立した。本稿では、その作製法とメタマテリアルの構成要素である「メタ原子」としての物性の検討について紹介する。

○非相反メタマテリアル共振器による漏れ波ビーム走査アンテナのビームスクイント低減
/京都工芸繊維大学/上田 哲也
本稿では、非相反メタマテリアル線路共振器に沿って双方向に伝搬する電磁波成分からの漏れ波放射がつくる主ビームにおいて、動作帯域内で周波数の変動に因らずビーム角がほぼ一定となるための設計技術を紹介する。

○シリコンメタサーフェスを用いた完全ミラーと完全吸収体
/大阪大学/髙原 淳一・Rongyang Xu
本稿では、シリコンのディスク型ミー共振器から構成される誘電体メタサーフェスの反射・吸収スペクトルの制御について紹介する。誘電体のみで波長より小さな極薄の完全電気・磁気ミラーや完全吸収体を実現できる。

■解説
○長波長蛍光タンパク質を用いたFRETバイオセンサーの開発
/京都大学/寺井 健太・渡部 哲也
橙・遠赤色蛍光タンパク質を用いたFRETバイオセンサー(Booster)を開発した。従来のFRETバイオセンサーとの同時観察や、青色光依存性の光遺伝学ツールとの併用、Booster(Booster-PKA)を全身発現するマウス(Booster-PKAchu)の作出にも成功し、生きたマウスでPKA活性の測定を実現した。今回の総説では、開発過程を詳細に解説する。

○高分子太陽電池の高効率化を実現する新戦略
/京都大学/大北 英生
高分子太陽電池のエネルギー変換効率は20%に迫るところにまで向上している。この高効率化には、電流および電圧に関して従来の限界を超えた飛躍的な向上を実現する新たな戦略が必要である。本稿では、この新たなアプローチとして、三元ブレンド高分子太陽電池と界面電荷移動状態の電子状態制御に関する最近の研究事例を紹介する。

○円偏光散乱によるがん診断技術
/東京工業大学/西沢 望/自治医科大学/口丸 高弘
生体組織に円偏光を照射し、散乱による偏光解消を比較することで組織内の細胞核異型を伴うがん組織を評価することができる。本稿では、その原理と研究開発の現状、さらには将来展望について紹介する。

○高熱伝導AlN/Ce:YAGコンポジットセラミック蛍光体
/大阪大学/藤岡 加奈
本稿では、LED照明やレーザー照明で問題となる温度消光の抑制のための高熱伝導蛍光体について紹介し、筆者らが提案したAlN/Ce:YAGコンポジットセラミックス蛍光体が高輝度レーザー照明に有効であることも示す。

○蛍光ナノダイヤモンドを用いた量子温度計
/岡山大学/藤原 正澄
ダイヤモンド中の色欠陥中心を利用した量子情報処理技術や量子計測技術が現在盛んに研究されている。特に、ダイヤモンド窒素欠陥中心が示す蛍光検出磁気共鳴を利用した量子センサ技術は、磁場や温度を超高感度かつナノスケールで計測可能な技術として注目されている。本稿では、我々が取り組んでいる、ナノダイヤモンドを用いた温度計およびその生体試料応用について紹介する。

○熱膨張によるガラスマイクロレンズアレイ製造法
/(国研)理化学研究所/田中 陽・ヤリクン ヤシャイラ・アイサン ユスフ
筆者らは、ガラスの中に封入した気体の熱膨張を利用する吹きガラス製法に着目した。伝統ガラス加工分野では数百年来用いられてきた伝統技術をマイクロスケール加工に利用することにより、高いアスペクト比で表面から突出した薄壁のガラス微小ドーム構造を、高精度で短時間かつ簡便に大量生産できる技術を開発した。本稿では、その技術を紹介する。

○金属3Dプリンタを活用したバイオミメティクスによる新しいトライボロジー表面の創製
/東京理科大学/佐々木信也
本稿では、バイオミメティックスによる機械摺動表面の摩擦・摩耗特性向上を目的に、これを実現するための金属3Dプリンタを活用した三次元微細構造の創製と、新しいトライボロジー機能発現に関する研究事例を紹介する。

■製品技術紹介
○青色出力1 kWを実現したBlue-IRハイブリッドレーザ
/古河電気工業(株)/梅野 和行
e-Mobiltyの進化にともない、モータ、インバータ、電池の製造に使われる銅のレーザ溶接需要が急増している。波長1μm帯のファイバレーザによる溶接ではスパッタ等の溶接欠陥が多く、銅は難加工材と言われてきた。近年では、銅の溶接に優れた青色等の可視光レーザの高出力開発が盛んであるが、課題も多い。本稿では、国産1kW青色レーザを搭載した銅レーザ溶接用の最先端レーザ発振器であるBlue-IRハイブリッドレーザの技術と溶接アプリケーションに関して紹介する。
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