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超小型波長可変パルスレーザーの開発に成功(株)メガオプト 研究グループ

 内閣府 総合科学技術・イノベーション会議が主導する革新的研究開発推進プログラム(ImPACT)「イノベーティブな可視化技術による新成長産業の創出」の一環として,(株)メガオプトの研究グループは,媒質にチタンサファイアを用いた,超小型の波長可変パルスレーザーの開発に成功したと発表した。
 光超音波イメージング法を用いて,血液における酸素飽和度のリアルタイム3D画像を得るためには,波長可変レーザーとして,血液中の酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンが吸収する2つの波長を出力できること,さらに光が生体の深いところまで届くように大出力パルスエネルギー(~100mJ /パルス)であること,体が動いても酸素飽和度の画像が得られるように2つの波長を高速で切替え(20Hz以上)できること,が必要である。
 1台のパルスレーザーで大出力パルスエネルギー(~100mJ /パルス),かつパルスごとに異なる波長を高速で出力することは,実験室レベルの大型レーザーでは可能であったが,選択した波長を取り出すために必要なプリズムや回折格子などの波長フィルターを使用しており,かつ高出力による損傷に耐えられるように大型で複雑な光学系となるため,小型化が困難であった。このため,既存の波長可変レーザーで20Hz以上の高速で波長を切り替えるには,2台の波長可変パルスレーザーが必要だった。
 今回,同グループは,特定波長のみを発振させるレーザー共振器を波長ごとに並べることにより,小型化に成功した。この共振器は,長さわずか数cmであり,まったく新しいレーザー共振器の構造となる。複雑な光学系は必要なく,励起レーザーの光路を切り替え,それぞれ波長の共振器に入射するだけでよく,2波長を高速で発振することが可能となった。

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