RAP Annual Report(Y目) コート93.5kg

480部

1

RIKEN Center for Advanced Photonics 2022 Annual Report

RIKEN Center for Advanced Photonics
https://rap.riken.jp/

RIKEN 2023-009

RIKEN
Center for Advanced Photonics
2022 Annual Report
光量⼦⼯学研究センター 2022 Annual Report理化学研究所

Preface

RIKEN

はじめに / Director͝s Message.............

2

業績リスト / Publications, etc.

.............

40.............

66

組織図 / Organization Chart.............

プレスリリース / Press Releases

Five years have passed since we started our second stage from 2018.
RAP is working to realize the dream of making the invisible visible. The center is pursuing research to push the possibilities
of light to the extreme, in order to allow us to see previously invisible things. For example, attosecond lasers make it possible

光量子工学研究センター

News, Meetings, Events

受賞・表彰 / Awards

RIKEN Center for Advanced Photonics

to see the movements of electrons, metamaterials are allowing us to manipulate light waves, and we can conduct.............

研究紹介記事 / Articles.............

63

70
73

アドバイザリー・カウンシル

RAP Advisory Council (RAPAC)

environmental monitoring with relativistic geodesy using ultra precision optical lattice clocks and nondestructive inspectionof concrete structures with a compact neutron source. Being able to see objects helps us to understand and manipulate

エクストリームフォトニクス研究領域

them. Besides, the work of RAP focuses not merely on making discoveries that will be recognized by the research community,

Extreme Photonics Research Groupbut also on contributing to society by developing practical applications.

(Biotechnological Optics Research Team), “Over 1 Watt output power terahertz quantum cascade lasers” (Terahertz Quantum.............. 4超高速分子計測研究チーム

田原 太平.............. 6

時空間エンジニアリング研究チーム

香取 秀俊.............. 8

量子オプトエレクトロニクス研究チーム

加藤 雄一郎.............. 10

超高速コヒーレント軟Ｘ線光学研究チーム

高橋 栄治.............. 12

超短パルス電子線科学理研白眉研究チーム

森本 裕也.............. 14

Space-Time Engineering Research Team

Device Research Team), and “Agarose gel microcapsules enable easy-to-prepare, picolitre-scale, single-cell genomics”

Quantum Optoelectronics Research Team

(Ultrahigh Precision Optics Technology Team).

Ultrafast Coherent Soft X-ray Photonics Research Team

Please kindly review the attached report. I would like to take this opportunity to express my gratitude for your continued

Ultrashort Electron Beam Science RIKEN Hakubi Research Team

advice and assistance.

サブ波長フォトニクス研究領域

Katsumi Midorikawa

Subwavelength Photonics Research Group

Director,
RIKEN Center for Advanced Photonics.............. 20

フォトン操作機能研究チーム

田中 拓男.............. 22

先端レーザー加工研究チーム

杉岡 幸次.............. 24

解析を簡便かつ高精度に−」（先端光学素子開発チーム）等の顕著な成果が得られています。

Hiroaki Minamide

南出 泰亜.............. 26

テラヘルツイメージング研究チーム

大谷 知行.............. 28

テラヘルツ量子素子研究チーム

平山 秀樹.............. 30

光量子制御技術開発チーム

Photonics Control Technology Team

皆様には、本報告をご高覧のうえ、引続きご指導並びにご助言を賜りますようお願い申し上げます。

Koji Sugioka

Tera-Photonics Research Team

Advanced Photonics Technology Development Groupに期待−」（テラヘルツ量子素子研究チーム）、並びに「1 細胞ゲノム解析用マイクロカプセルの開発−微生物のゲノム DNA

Takuo Tanaka

Hiroaki MInamide

光量子技術基盤開発領域

する技術−」（生命光学技術研究チーム）、「1.3W 高出力 THz 量子カスケードレーザーを実現−透視検査用光源として実用化

Atsushi Miyawaki

南出 泰亜

Terahertz Quantum Device Research Team

オプトエレクトロニクス研究チーム）、「色褪せない蛍光タンパク質の開発−細胞微細構造やウイルスの定量的観察を可能に

Akihiko Nakano

Hideo Yokota

Terahertz Sensing and Imaging Research Team2022 年度は、「架橋カーボンナノチューブへの量子欠陥発光体の注入−通信波長帯量子光源の高性能化へ新手法−」（量子Akihiko Nakano

横田 秀夫

テラヘルツ光源研究チーム

しい光技術を社会に役立てていきます。

中野 明彦

画像情報処理研究チーム

Terahertz-wave Reseach Group

光の可能性は無限で、私たちが到達できているのはほんの一部です。光量子工学研究センターは、光科学の地平を広げ、新Yuya Morimoto.............. 18

テラヘルツ光研究領域

小型中性子源によるコンクリート構造物の非破壊検査・・・。見ることができれば、理解し、制御することにも近づきます。

Eiji J. Takahashi

宮脇 敦史

Advanced Laser Photonics Research Team

アト秒パルスレーザーによる電子の観察、メタマテリアルによる光の操作、超高精度な光格子時計による相対論的な測地学、Yuichiro Kato

生命光学技術研究チーム

Innovative Photon Manipulation Research Team

光量子工学研究センターでは、光の新しい使い方を提案・追究し、今まで見えなかったものを見ようとしています。例えば、

Hidetoshi Katori.............. 16

Image Processing Research Team2013 年 4 月に発足した光量子工学研究領域が、2018 年 4 月に光量子工学研究センター（RAP）となり、第二期を開始してTahei Tahara

中野 明彦

Biotechnological Optics Research Teamから 5 年が経過しました。

Katsumi Midorikawa

生細胞超解像イメージング研究チーム

Live Cell Super-Resolution Imaging Research Team

はじめに

Katsumi Midorikawa
緑川 克美

Ultrafast Spectroscopy Research Teamcarbon nanotubes” (Quantum Optoelectronics Research Team), "A highly photostable and bright green ﬂuorescent protein"

緑川 克美

アト秒科学研究チーム

Attosecond Science Research TeamIn 2022, several world-leading results have been obtained, such as “Formation of organic color centers in air-suspended

先端光学素子開発チーム

国立研究開発法人理化学研究所

Ultrahigh Precision Optics Technology Team緑川 克美 光量子工学研究センター.............

ニュース、会議・イベント /3Chiko Otani
Hideki Hirayama

和田 智之

Satoshi Wada
和田 智之.............. 32

山形 豊.............. 34

Satoshi Wada

Yutaka Yamagata

創発物性科学・光量子工学研究推進室
中性子ビーム技術開発チーム
大竹 淑恵〒351-0198 埼玉県和光市広沢 2-1
Neutron Beam Technology Teamセンター長

技術基盤支援チーム

cemsrap@riken.jp

Advanced Manufacturing Support Team

Yoshie Otake

山形 豊.............. 36.............. 38

Yutaka Yamagata

RIKEN Emergent Matter Science and Advanced Photonics Promotion Oﬃce

センター長室Oﬃce of the Center Director

2-1, Hirosawa, Wako, Saitama, 351-0198, Japan
cemsrap@riken.jp

As of March 31, 2023

理化学研究所

RIKEN

はじめに / Director�s Message.............

2

業績リスト / Publications, etc.

.............

40.............

66

組織図 / Organization Chart.............

プレスリリース / Press Releases.............

ニュース、会議・イベント /光量子工学研究センター

News, Meetings, Events

受賞・表彰 / Awards

RIKEN Center for Advanced Photonics.............

研究紹介記事 / Articles.............

3

63

70
73

アドバイザリー・カウンシル

RAP Advisory Council (RAPAC)

エクストリームフォトニクス研究領域

Extreme Photonics Research Group

緑川 克美.............. 4超高速分子計測研究チーム

田原 太平.............. 6

時空間エンジニアリング研究チーム

香取 秀俊.............. 8

量子オプトエレクトロニクス研究チーム

加藤 雄一郎.............. 10

超高速コヒーレント軟Ｘ線光学研究チーム

高橋 栄治.............. 12

超短パルス電子線科学理研白眉研究チーム

森本 裕也.............. 14

Ultrafast Spectroscopy Research TeamSpace-Time Engineering Research Team

Quantum Optoelectronics Research TeamUltrafast Coherent Soft X-ray Photonics Research TeamUltrashort Electron Beam Science RIKEN Hakubi Research Team

サブ波長フォトニクス研究領域

Subwavelength Photonics Research Group

Katsumi Midorikawa

Tahei Tahara
Hidetoshi Katori
Yuichiro Kato

Eiji J. Takahashi
Yuya Morimoto

中野 明彦

Akihiko Nakano

生細胞超解像イメージング研究チーム

中野 明彦.............. 16

生命光学技術研究チーム

宮脇 敦史.............. 18

画像情報処理研究チーム

横田 秀夫.............. 20

フォトン操作機能研究チーム

田中 拓男.............. 22

先端レーザー加工研究チーム

杉岡 幸次.............. 24

Live Cell Super-Resolution Imaging Research Team
Biotechnological Optics Research Team
Image Processing Research Team
Innovative Photon Manipulation Research Team
Advanced Laser Photonics Research Team

テラヘルツ光研究領域

Terahertz-wave Reseach GroupAkihiko Nakano
Atsushi Miyawaki
Hideo Yokota
Takuo Tanaka
Koji Sugioka

南出 泰亜

Hiroaki MInamide

Tera-Photonics Research Team

Hiroaki Minamide

南出 泰亜.............. 26

テラヘルツイメージング研究チーム

大谷 知行.............. 28

テラヘルツ量子素子研究チーム

平山 秀樹.............. 30

テラヘルツ光源研究チーム

Terahertz Sensing and Imaging Research Team
Terahertz Quantum Device Research Team

光量子技術基盤開発領域

Advanced Photonics Technology Development Group

Chiko Otani
Hideki Hirayama

和田 智之

Satoshi Wada

光量子制御技術開発チーム

和田 智之.............. 32

先端光学素子開発チーム

山形 豊.............. 34

中性子ビーム技術開発チーム

大竹 淑恵.............. 36

技術基盤支援チーム

山形 豊.............. 38

Photonics Control Technology TeamUltrahigh Precision Optics Technology Team

Neutron Beam Technology Team

Advanced Manufacturing Support TeamOﬃce of the Center Director

Katsumi Midorikawa

アト秒科学研究チーム

Attosecond Science Research Team

センター長室緑川 克美

Satoshi Wada

Yutaka Yamagata

Yoshie Otake

Yutaka Yamagata

As of March 31, 2023

エクストリームフォトニクス研究領域

アト秒科学研究チーム
研究テーマ
 アト秒パルスの発生と計測
 原子・分子のアト秒ダイナミクス
 XUV領域における非線形光学
 超短パルス高強度レーザー
 多光子イメージング
チームリーダー / Team Leader

Research Subjects

緑川 克美

 Generation and measurement of attosecond pulses

工学博士

Katsumi Midorikawa, D. Eng.

 Attosecond dynamics in atoms and molecules
 XUV nonlinear optics
 Ultrashort intense lasers Multiphoton microscopy

研究成果／Research Output

FY2022 Core Members(専任研究員) 鍋川 康夫、永田 豊(上級研究員）磯部 圭佑(研究員) 沖野 友哉、藤原 孝成、
Yu-Chieh Lin、山崎 馨、道川貴章(特別嘱託研究員) 小林 徹
(基礎科学特別研究員) Bing Xue(特別研究員) Lu Xu、Giang Nhan Tran
(特別嘱託職員) 若林 多起子(Senior Research Scientist)
Yasuo Nabekawa, Yutaka Nagata(Senior Scientist ) Keisuke Isobe(Research Scientist)
Tomoya Okino, Takashige Fujiwara,
Yu-Chieh Lin, Kaoru Yamazaki,
Takayuki Michikawa(Special Temporary Research Scientist)
Tohru Kobayashi(Special Postdoctoral Researcher)
Bing Xue(Postdoctoral Researcher)
Lu Xu, Giang Nhan Tran
(Special Temporary Employee)
Takiko Wakabayashi

4

アト秒光学干渉からアト秒
量子干渉へ• 極端紫外のアト秒パル対とサブ10フェムト秒の紫外プローブ
パスルを発生する組合せ型干渉計の開発。

• 極端紫外パルス対で共鳴励起したHe原子の2p状態をイオン化し、発生した電子の角度分解光電子スペクトルを測定。

• 測定した電子の収量に現れるアト秒領域の光学干渉が継ぎ目なく量子干渉につながっていく様子を観測することに成功。

Seamless transition from attosecond opticalinterference to quantum interference• Development of a hybrid interferometer delivering an
XUV attosecond pulse pair and a sub-10 fs UV probe
pulse.
• Observation of the angularly resolved electron spectrum
ionized from the resonantly excited 2p state of He atomwith an XUV pulse pair.
• Attosecond optical interference on the electron yieldseamlessly continues quantum interference beyond thedelay range much longer than the XUV pulse duration.
Takuya Matsubara, Yasuo Nabekawa, Kenichi L. Ishikawa, Kaoru Yamanouchi, andKatusmi Midorikawa, ”Attosecond Optical and Ramsey-Type Interferometry by
Postgeneration Splitting of Harmonic Pulse," Ultrafast Science 2022, ID 9858739.

E x t r e m e P h o t o n i c s R e s e a r c h Gr o u p

A t t o s e c o n d S c i e n c e Re s e a r c h T e a m
複数の量子状態間に生ずる時間領域のラムゼイタ
イプの干渉測定は、物質中の量子ダイナミクスを探るための重要な手段の１つです。特にアト秒時間領域の量子ダイナミクスを時間分解して観測するためには、20eVを超える光子エネルギーの光源(極端紫外光)が必要です。高次高調波はこの研究に相応しい光源ですが、コヒーレントなパルス対を発生することが困難でした。極端紫外域には半透鏡が無いからです。我々は高次高調波の空間分割でこれを解決しました。また新たな干渉計の開発により、３倍波紫外パルス光を高次高調波の後で照射することが可能となりました。 ３倍波紫外パルス光は高次高調波の集光点にタイトフォーカスされます。これにより、高次高調波の干渉効果が作用している原子のみが３倍
波紫外パルス光によってイオン化され、電子生成量に干渉効果が現れる仕組みです。
実験ではHe原子をターゲットとしました。He原子の2p状態は13次高調波の1光子吸収によって生じます。ここに３倍波紫外パルス光を184 fs後に照射してイオン化し、発生した電子の角度分解スペクトルを速度マップ画像型(VMI)電子分光器によって測定しました。２つの高次高調波間の時間遅延を掃引しながら、2p状態からの電子生成量を記録しました。
その結果、電子の発生量は約200アト秒の周期で変化する極端紫外パルスの光学干渉を示し、この干渉縞は切れ目なくラムゼイタイプの量子干渉縞に移行
していくことがわかりました。量子干渉縞は極端紫外パルス光のパルス幅よりも、遥かに長く続きました。

Ramsey-type interference among multiple
quantum states in the time domain is one of the
crucial techniques to investigate the quantum
dynamics in a matter. In particular, the photon
energy of more than 20 eV (XUV photon) is
required for resolving the quantum dynamics inattosecond time regime. High-order harmonic(HH) pulse is a promising light source for thistechnique. However, it was very difficult togenerate a pair of coherent HH pulse, because wecannot fabricate a half mirror in the XUV region.
We have resolved this issue by putting a newly
developed interferometer behind the HH
generator to spatially split the HH pulse into apair. Key idea is that we pick up the atoms only inthe region where the HH pulse pair spatiallyinterferes by tightly focusing the 3rd harmonic(TH) UV probe pulse delivered from a newly
designed interferometer.
In the experiment, we adopted a He atom as atarget exhibiting Ramsey-type interference. The
2p state was resonantly excited by absorbing one
photon of the XUV 13th order pulse pair and thenionized with one-photon absorption of the TH
irradiated 184-fs after the XUV pulse pair. The
angularly resolved electron spectra of theelectrons were recorded with a VMI spectrometer
upon changing the delay between the XUV pulse
pair.
We successfully observed that the opticalinterference fringes with a period of ~200 as on
the electron yieldseamlessly continued toRamsey-type quantum interference fringes withthe same period beyond the delay range much
longer than the XUV pulse duration.

↑図1 開発した干渉計の外観図
Fig.1 Schematic of newly developed interferometer↑図２ 測定した速度マップ画像から再生した角度分解電子 スペクトル。
Fig.2 Angularly resolved spectrum ofelectrons retrieved from themeasured velocity map image.

↑図３ 極端紫外パルス対間の遅延時間を掃引したときの電子の運動エネルギースペクトルの変化。左パネル：遅延0fsから14 fs付近。右パネル：遅延92 fs付近。ラインプロファイルも挿入されている。
Fig.3 Evolution of kinetic energy spectrum upon changing delay between XUV pulse pair.
Left panel: around zero delay to more than 14 fs. Right panel: around a delay of 92 fs. Lineprofiles are superposed.

5エクストリームフォトニクス研究領域

超高速分子 計 測 研 究 チ ー ム✓✓✓

チームリーダー / Team Leader

田原 太平

✓

理学博士
✓

✓

Pardeep Kumar 特別研究員••• 7JFQN_NSLKJRYTXJHTSIYNRJWJXTQ[JIXZWKFHJJSMFSHJI
7FRFSXUJHYWTXHTU^KTWYMJKNWXYYNRJZXNSLYMJYNRJITRFNS7FRFSFUUWTFHM• 4GXJW[NSLUMTYTJ]HNYJIUQFXRTSIWN[JSZQYWFKFXYI^SFRNHXTKYMJRTQJHZQJXFIXTWGJIFYYMJMTYXUTYTKRJYFQSFSTUFWYNHQJFXXJRGQNJX\MJWJFLNLFSYNHJQJHYWNHKNJQIFUUJFWXIZJYTUQFXRTS

6

Extreme Photonics Research Group

Ultrafast Spectroscopy Research Team7

エクストリームフォトニクス研究領域

時空間エンジニアリング研究チーム
研究テーマ
 相対論的測地技術の開拓
 可搬型光格子時計の開発
 長距離光ファイバリンクを用いた光格子時計の遠隔比較

チームリーダー / Team Leader

香取 秀俊

博士(工学)

Hidetoshi Katori, D. Eng.

Research Subjects
 Relativistic geodesy with optical lattice clocks
 Development of transportable optical lattice clocks
 Remote comparison of optical lattice clocks with long-distance
optical fiber link

研究成果／Research Output

FY2022 Core Members

相対論的測地応用に向けた
光格子時計の開発(専任研究員)髙本 将男 (兼務)山口 敦史 (兼務)
(アシスタント)小林 惠• 光格子時計の長距離比較による相対論的測地の応用開拓(Senior Research Scientist)
Masao Takamoto (c)Atsushi Yamaguchi (c)(Assistant)
Megumi Kobayashi

Developmen t of transportab le optical lattice clocks
for relativistic geodesy• 次世代小型光格子時計の開発• 可搬型光格子時計のフィールド実証実験• Exploration of relativistic geodesy using opticallattice clocks compared over a long baseline• Development of the next generation of compact
optical lattice clocks• Field operation of transportable optical latticeclocks8Extreme Photonics Research GroupSpace-Time Engineering Research Team
時空間エンジニアリング研究チームでは、光格子時計の実用化に向けた技術開発を行っています。この一環として現在、可搬型光格子時計を用いた相対論的測地技術応用の実証実験と次世代小型光格子時計の開発を行っています。
時間の進み方は一般相対論的な効果として重力による影響を受け、標高の低い時計は高い時計よりもゆっ
くり進みます。標高の違う2台の時計の周波数を比較することで、標高差を時間の進み方の違いから計測することができます。このような相対論的測地技術を利用すれば、従来の測量を上回る精度での標高計測や、地殻変動による標高の時間変化の実時間計測なども可
能となります。本年度、可搬型光格子時計を水沢江刺の国立天文台に運び、直線距離500 kmを繋ぐ長さ800kmの光ファイバを用いて、理研の時計と水沢江刺の時計の周波数を遠隔比較する実験に着手しました（図1）。6時間の積算で1 cmの標高計測精度を実現でき
れば、12時間周期で振動する潮汐効果の観測も可能となります。また、1年のスケールで1cmの標高計測の再現性が実現できれば、地震後の長期的な地面の隆起も観測できる可能性があります。
次世代小型光格子時計の開発では、更なる可搬性の向上を目指して、体積250 L（従来の7分の1）の時計システムを開発しました（図2）。今後、このような小型光格子時計を日本各地に設置し、光ファイバに繋いで時計比較を行うことで、プレートの運動や火山活動などによる地殻変動の観測など、地球物理学への応用を進めていきます。また、光格子時計のネットワー
ク化を進めることで、全球測位衛星システムや高感度重力計と補完的に利用できる光格子時計ネットワークの確立を目指します。

図1

The Space‐Time Engineering Research Team isdeveloping technologies for the practical use of opticallattice clocks. As part of the activities, the team iscurrently demonstrating geodetic applications anddeveloping next‐generation compact clocks.
The way time advances is affected by gravity throughgeneral relativity. Clocks at lower elevations advance
more slowly than clocks at higher elevations. By
comparing the frequencies of two clocks, differences inelevation can be measured as the beat note. Such“chronometric leveling” enables measuring elevation
more precisely and rapidly than conventional levelingtechniques; the real‐time changes in elevation due tocrustal deformation may be measurable. This year, theteam started an experiment to remotely compare thefrequency of the clocks at RIKEN and at NAOJ by using
an optical fiber (800 km long) that connects the twoclocks over a distance of 500 km (Fig. 1). If the height
uncertainty of 1 cm over a 6‐hour period is achieved,
the tidal effect is measurable. Measurement
reproducibility of 1 cm over a year may allow observing
long‐term uplift of the ground after earthquakes.
In the development of next‐generation compact
optical lattice clocks, the team has developed a clock
system with a volume of 250 L (one‐seventh of ourprevious clock) (Fig. 2). In the future, the team plans to
install such compact clocks in various parts of Japan,
connect them by optical fibers, and compare the clocks
for applications in geophysics, such as observation ofcrustal deformation caused by plate motions andvolcanic activities. The team also aims to establish a
network of optical lattice clocks that can be usedcomplementary to global positioning satellite systems
and high‐sensitivity gravimeters by networking opticallattice clocks.

和光市（理研）と水沢江刺（国立天文台）を繋ぐ長距

離光ファイバリンク。可搬型光格子時計を水沢江刺に輸送

図2し、理研との間を繋ぐ光ファイバを用いて、理研の時計とパッケージとレーザー光源システムを含めて総体積250 L

次世代小型光格子時計の物理パッケージ。物理水沢江刺の時計の周波数を遠隔比較する。

（従来の7分の1）のシステムを開発しました。

Fig.1 Long‐distance optical fiber link between RIKEN (Wako) and

Fig.2 Physical package for the next generation of compact

NAOJ (Mizusawa Esashi). An optical lattice clock is transported to

optical lattice clocks. The team has developed a system with a

NAOJ, and the frequencies of the RIKEN clock and the NAOJ clock

total volume of 250 L (one‐seventh of our previous system),are remotely compared using the optical fiber.

including the physical package and laser system.
9エクストリームフォトニクス研究領域

量子オプトエレクトロニクス研究チーム
研究テーマ
 室温動作通信波長単一光子源の開発
 極低消費エネルギー発光素子の開発
 新機能性光センサーの開発

チームリーダー / Team Leader

加藤 雄一郎Ph.D.

Yuichiro Kato, Ph.D.

Research Subjects
 Room-temperature telecommunication-wavelength single
photon source Electroluminescence devices with extremely low energy
dissipation
 Optical sensors with novel functionalities

研究成果／Research Output
FY2022 Core Members(基礎科学特別研究員)
小澤 大知 、藤井 瞬(訪問研究員)山下 大喜(アシスタント)
新坂 頼子 (兼務)

架橋カーボンナノチューブ
における気相化学反応を用いた量子欠陥の導入• 清浄な架橋カーボンナノチューブに量子欠陥を導入• カーボンナノチューブ直径に依存した反応性• 量子光源に適した低密度な量子欠陥を導入(Special Postdoctoral Researcher)
Daichi Kozawa, Shun Fujii(Visiting Researcher)
Daiki Yamashita(Assistant)
Yoriko Nissaka (c)Formation of organic color centers in air-suspended
carbon nanotubes using vapor-phase reaction• Functionalization of air-suspended carbon
nanotubes• Chemical reactivity explained by the diameter ofcarbon nanotubes• Introduction of very low-density defects that isdesirable for quantum light sources
Reference: D. Kozawa, X. Wu, A. Ishii, J. Fortner, K. Otsuka, R. Xiang, T. Inoue, S.
Maruyama, Y. Wang, and Y. K. Kato, “Formation of organic color centers in airsuspended carbon nanotubes using vapor-phase reaction,” Nature Commun.
13, 2814 (2022).

10Extreme Photonics Research GroupQ u a n t u m O p t o e l e c t r o n i c s Re s e a r c h T e a m
従来の情報処理・通信を超える技術として、量子光を用いる手法が注目されています。カーボン
ナノチューブは室温かつ通信波長帯域で単一光子発生が可能であることから、量子光源としての大きな可能性を秘めています。特に、合成直後の架橋カーボンナノチューブは、溶液分散のナノチューブと比較して数倍発光効率が高いため、量子光源としての応用が期待されています。しかし、従来の化学修飾は溶液プロセスであるため、架橋
ナノチューブには適用できませんでした。
そこで本研究では、ヨードベンゼンの蒸気を用いた気相化学反応法により、架橋カーボンナノ
チューブの化学修飾を行う手法を実証しました( 図 1) 。量子欠陥の導入は、反応前後で同じナノチューブの発光スペクトルを比較することでわかります ( 図 2 左 ) 。また、同様の発光分光測定を2000本以上のカーボンナノチューブに対して行うことで、ナノチューブの直径ごとの反応性や発光特性が明らかになりました。さらに、本手法は、ナノチューブの長さ1マイクロメートルあたり1-2個という、非常に低密度の欠陥が導入できることを示しました(図2右) 。
架橋カーボンナノチューブへの気相化学反応が可能になったことで、反応分子数の精密なコントロールが実現し、単一分子レベルで量子欠陥を導入できる技術となることが期待されます。また、
今後さらに反応条件を最適化し、ナノチューブ1本に対して量子欠陥が1 個だけある構造が作製できれば、単一光子源としての性能向上につながると考えられます。

The use of quantum light attracts attention as atechnology that goes beyond conventional
information processing and communication.
Carbon nanotubes have great potential as aquantum light source because they cangenerate single photons at room temperature in
the telecom wavelength range. Air-suspended
carbon nanotubes immediately after synthesis are
expected to be used as a quantum light source
because their photoluminescence (PL) quantum
yield is several times higher than that of solutiondispersed nanotubes. Existing methods, however,are limited to a solution process which isincompatible
withair-suspended
carbonnanotubes.
We here demonstrate a method forfunctionalizationof
air-suspended
carbonnanotubes by a vapor-phase chemical reaction
method using iodobenzene vapor (Fig. 1). The
introduction of quantum defects can be verified bycomparing emission spectra of the same
nanotubes before and after the reaction (Fig. 2left). We find that tubes with smaller diametershows higher reactivity and denser defects (Fig. 2
right). This technique will lead to telecom single
photon sources with improved performance.

10 μm
図1 （左）量子欠陥を導入した架橋カーボンナノチューブの模式図と（右）走査電子顕微鏡像。
Fig.1 (left) Scanning electron micrograph, (right) tube after the functionalization

図２ （左）反応前後の同一カーボンナノチューブにおける発光スペクトル（右）欠陥密度のナノチューブ直径依存性
Fig.2 (left) PL spectra for an identical air-suspended carbon nanotubes before and after the functionalization, (right) Diameter
dependence of estimated defect density

11

エクストリームフォトニクス研究領域

超高速コヒーレント軟Ｘ線光学研究チーム
研究テーマ
 高強度・単一サイクルレーザーの開発
 高出力・コヒーレント軟 X 線光源の開発
 超高速軟 X 線科学の開拓
 次世代光量子ビーム源に関する研究

チームリーダー / Team Leader

Research Subjects

高橋 栄治

 High-intensity single-cycle laser pulse

博士（工学）

Eiji J. Takahashi, D. Eng.

 High-power coherent soft x-ray attosecond pulse
 Ultrafast soft x-ray science Next-generation quantum beam sources

研究成果／Research Output
100 mJ 級 サブ 2 サイクル
レーザーシステムの開発
FY2022 Core Members(専任研究員)鍋川 康夫 (兼務)
(研究員)
Lu Xu (兼務)
(特別研究員)今坂光太郎 (本務)Tran Giang Nhan (兼務)
(アシスタント)
松下 美由紀 (兼務)
(国際プログラム・アソシエイト)
Dong Dianhong (本務)• 理研独自のレーザー増幅法 (DC-OPA) を採用• 従来の数サイクルレーザーに対して100 倍の高出力化• アト秒パルスの短波長化、及び高エネルギー化へ貢献

100-mJ class, sub-two-cycle, carrier-envelope phasestable dual-chirped optical parametric a mplification• RIKEN's original laser amplification method called DCOPA(Senior Research Scientist)
Yasuo Nabekawa (c)(Research Scientist)
Lu Xu (c)(Postdoctoral Researcher)
Kotaro Imasaka
Tran, Giang Nhan (c)(Assistant)
Miyuki Matsushita (c)(International Program Associate)
Dong Dianhong

12• 100 times higher output energy than conventional fewcycle laser systems• Pave the way to shorter wavelength and higher output
energy attosecond pulses

L. Xu, B. Xue, N. Ishii, J. Itatani, K. Midorikawa and E. J. Takahashi, “100-mJ class, subtwo-cycle, carrier-envelope phase-stable dual-chirped optical parametricamplification”, Opt. Lett. 47, 3371-3374 (2022).

E x t r e m e P h o t o n i c s R e s e a r c h Gr o u p

U l t r a f a s t C o h e r e n t S o f t X - r a y P h o t o n i c s Re s e a r c h T e a m
レーザー光と物質の相互作用を取り扱う高強度レーザー科学研究においてパルス包絡線内に含まれる「レーザー電場のサイクル数」は、物質と光の相互回数を決定する極めて重要なパラメーターとなります。超高速コヒーレント軟 X 線光学研究チームでは独自のレーザー増幅法である DC-OPA を用いて100 mJ 級の出力を持つサブ 2 サイクルレーザーシス
テムの開発に取り組みました。
DC-OPA の増幅媒質には BiBO (BiB3O6) 結晶を使用し、3段構成としました (図 1)。また数サイクル化を実現する為に、シード光発生には自己位相変調と自己差周波発生を採用し、搬送波位相が安定した広帯
域シード光を発生させました｡DC-OPA 増幅の結果、
パルス幅 10.4 フェムト秒、パルスエネルギー 102 ミ
リジュール、ピーク出力 10 テラワットのレーザーシ
ステムの開発に成功しました（図 2)。レーザーの中心波長は 1.7 マイクロメーターであることから、強度包絡線の半値全幅内の電場サイクル数において 2
サイクル以下を達成しました｡
これまでの水の窓高調波発生実験より、開発したレーザー光源を励起光として使用することで、光子エネルギー 500 ‒ 300 eV 域において，10 ナノジュー
ルを超える単一アト秒パルスの発生が可能になります｡結果、サブギガワット級の出力を持つ軟 X 線アト
秒パルスの実現が期待できます｡

In high-intensity laser science dealing with aninteraction of light and matter, the "cycle numberof electric field" within a pulse envelope becomes
an extremely important parameter. Ultrafast
coherent soft x-ray photonics research team has
demonstrated a sub-two-cycle pulse with 100 mJ
pulse energy via DC-OPA.
Our DC-OPA consists of three-stage BiBO
(BiB3O6) crystals (see Fig. 1). To achieve a CEPstabilized sub-two-cycle pulse, SPM and self-DFG
have been employed for generating a broadband
seed pulse. Thanks to the DC-OPA scheme, wehave succeeded in developing a laser system witha pulse duration of 10.4 fs, pulse energy of 102 mJ,
and peak power of 10 TW (see Fig.2). The center
wavelength of the output pulse is around 1.7 um,
which achieves sub-two cycles electric fieldwithin the FWHM of the intensity envelope.
From our previous experiments on water window
harmonic generation, it is possible to generate
10-nJ class isolated attosecond pulses withphoton energy region in the 500 - 300 eV using
our developed IR source. This result is expected torealize soft x-ray attosecond pulses with sub-GW
peak power.

図1 レーザーシステムの概略図
Fig.1 10-TW sub-two-cycle IR source based on DC-OPA.

図2 (左) 出力されたレーザーパルスの時間波形， (右) スペクトル強度とスペクトル位相
Fig.2 (left) Reconstructed temporal profile with a pulse duration of 10.4 fs (FWHM), (right) Reconstructed spectrum (red solidline), reconstructed spectral phase (black dashed line) and measured spectrum after the 3rd DC-OPA stage (black solid line).

13

エクストリームフォトニクス研究領域

超短パルス電子線科学理研白眉研究チーム
研究テーマ
 電子線のアト秒制御
 電子パルスによる化学反応の超高速イメージング
 コヒーレント電子線を用いた原子衝突過程制御
 赤外領域の高強度超短パルスレーザー光源の開発とその応用

理研白眉研究ﾁームリーダー /RIKEN Hakubi Team Leader

森本 裕也

Ph.D.

Yuya Morimoto, Ph.D.

Research Subjects
 Attosecond control of electron beams
 Ultrafast electron-beam imaging of chemical reactions
 Control of collisional processes using coherent electron beams
 Development of ultrashort and intense infrared laser pulses andtheir applications

研究成果／Research Output
FY2022 Core Members(特別研究員)立花 佑一
Marie Ouillé(アシスタント)
松下 美由紀(兼務)(事務パートタイマー)
石川 朱美(Postdoctoral Researcher)
Yuichi Tachibana
Marie Ouillé(Assistant)
Miyuki Matsushita (c)(Part-time worker)
Akemi Ishikawa

電子ビームによる数サイクル
レーザー波形の観測• 数サイクルレーザー波形の電子ビームによる計測技術を開発• 不可能と考えられていた線形光学過程による超短パルス計測を実現• 波長レベルの空間分解能でレーザー波形を顕微測定

Measurement of few-cycle laser waveforms withelectron beams• Development of a novel characterization method of optical
waveforms using electron beams• Demonstration of ultrashort-pulse characterization based on alinear optical process, which was considered to be unrealistic• Microscopic measurement of optical waveforms withwavelength-scale resolution

Yuya Morimoto, BoHan Chen, and Peter Baum, “Free-electron tomography of fewcycle optical waveforms, ” Ann Phys 534, 2200193 (2022).

14

E x t r e m e P h o t o n i c s R e s e a r c h Gr o u p

U l t r a s h o r t E l e c t r o n Be a m S c i e n c e R I K E N H a k u b i R e s e a r c h T e a m
パルス内で電場が数回しか振動しないような超短レーザー光（以下、数サイクルパルス）は、アト秒レーザー光の発生や粒子加速器、次世代高速演算であるペタヘルツエレクトロニクスなど、様々な研究分野で使用されています。それらの研究においては、試料上でのレーザー光の電場波形を精密に測定することが重要です。
本研究では、電子ビームを利用した数サイクルパ
ルスの新しい測定方法を開発しました。電子は電荷を有しており、レーザー光の電磁場に線型に応答します。電子とレーザー光の相互作用を媒介する目的
でナノメートル厚の薄膜を設置し、その薄膜上で電子ビームとレーザー光を交差させました。薄膜を通過した電子は通過する瞬間のレーザー波形に応じて、異なる方向に飛んでいきます（偏向あるいはストリークと呼ばれます）。電子線の偏向像を解析する
ことで、レーザー光の波形を得ることに成功しました。また、電子顕微鏡と本手法を組み合わせること
で、光の波長と同程度の空間分解能で、試料上の各点におけるレーザー波形の観測に成功しました。
超高速レーザー科学の分野では、超短パルス光の測定には、非線型光学過程か、測定するパルスよりも短い観測パルスのどちらか一つが最低でも必要だと知られています。しかし、本研究の電子ビームを利用した手法は、完全な線形現象を用いており、かつ、超短い測定用パルスも必要としません。従って、
超高速レーザー科学の分野の通説を覆す手法の開発となりました。

Ultrashort few-cycle laser pulses are used invarious research fields, such as attosecond light
generation, particle acceleration, and petahertz
electronics. In those researches, it is important toobserve a shape of laser waveform on a sample.
In this study, we have developed a method forthe characterization of few-cycle laser pulses
using an electron beam. An electron has anelectric charge and responds linearly toelectromagnetic field of laser light. In our
experiment, electrons in a beam intersected witha laser beam on a film and got deflected into
different
directions
dependingontheinstantaneous laser fields at the moment ofpassage. By analyzing an image of deflected
electrons, we succeeded in obtaining a waveformof the laser light. By combining this method withelectron microscopy, we measured laser
waveform at each point on a sample with aspatial resolution equivalent to the wavelength oflight.
In the field of ultrafast science, it is known thatthe measurement of an ultrashort pulse requires
a nonlinear optical process or a probe pulse thatis shorter than the pulse to be sampled. However,
our method with beamed electrons is based on alinear optical process and no ultrashort pulses are
required. We thus overturned the common belief
in the field.

図1 電子ビームによる数サイクルパルス波形の計測。概念と実験の様子。時間幅0.5 psの70 keV電子ビーム（青色）が数サイクルレーザー光（赤色）と自立薄膜上で交差した。電子はレーザー光の電磁場によって偏向を受けた。電子ビームの偏向像（中央の図）を解析することで、レーザー光の波形（右図）が得られた。
Fig.1 Characterization of few-cycle laser waveforms using electron beams. Concept and Experiment. A 70-keV electron beam of 0.5-ps
duration (blue) intersected with a laser field (red) at a free-standing film. Electrons in a beam got deflected by the electromagnetic field of thelaser field. By analyzing the deflection image (middle panel), the optical waveform was obtained (right panel).

15サブ波長フォトニクス研究領域

生細胞超解像イメージング研究チーム

研究テーマ
 超解像ライブイメージング顕微鏡技術の開発
 細胞内膜交通の分子機構

チームリーダー / Team Leader

中野 明彦

理学博士

Akihiko Nakano, D. Sci.

Research Subjects
 Development of super-resolution live imaging microscopy Molecular mechanisms of intracellular membrane trafficking

研究成果／Research Output
ゴルジ体とその隣接区画の包括的理解
FY2022 Core Members(専任研究員・上級研究員)
黒川 量雄、戸島 拓郎(研究員) 神 奈亜子、松浦 公美(技師) 宮代 大輔(テクニカルスタッフ)
石井 久美子、和賀 美保、蛭川英男(研究パートタイマー)
カライ マディ ムニアンディ(アシスタント) 戸谷 真樹子• 高速超解像顕微鏡SCLIMを用い、ゴルジ体とその隣接区画の挙動と物質輸送のダイナミクスを解析• 酵母、植物、動物細胞の比較により、一見異なる体制に見えながら、関わる鍵因子、根源的なメカニズムが驚くほど共通していることを示し、新たな包括的モデルを提唱

Comprehensive understanding of the Golgi
apparatus and its neighbors• Dynamic behaviors and trafficking around the Golgi(Senior Research Scientist)
Kazuo Kurokawa, Takuro Tojima(Research Scientist)
Natsuko Jin, Kumi Matsuura(Technical Scientist)
Daisuke Miyashiro(Technical Staff)
Kumiko Ishii, Miho Waga,
Hideo Hirukawa(Research Part-time Worker)
Kalai Madhi Muniandy(Assistant)
Makiko Toya

16

apparatus and its neighbors have been analyzed byhigh-speed and super-resolution microscopy SCLIM.
• Their organizations appear different among yeast, plant
and animal cells, but the key machineries involved andthe fundamental mechanisms of traffic are amazinglyconserved, leading us to propose a comprehensive newmodel.
Reference: Nakano, A., “The Golgi apparatus and its next-door neighbors”, Front.
Cell Dev. Biol., 10, 884360 (2022).

Subwavelength Photonics R esearch GroupLive Cell Super-Resolution Imaging Research T eam
私たちが開発した最先端の顕微鏡（SCLIM：superThe state-of-the-art microscopy we developed
resolution confocal live imaging microscopy）は、ゴル (SCLIM: super-resolution confocal live imaging
ジ体周辺の膜交通現象を驚くほど詳細に観察すること microscopy) now enables us to observe membraneを可能にしました。ゴルジ体に隣接する区画である traffic events around the Golgi apparatus in amazing
ERGIC（ER-Golgi intermediate compartment）とTGN details. It has been widely accepted that the（trans-Golgi network）がタンパク質の選別に重要な neighboring compartments of the Golgi, namely ERGIC役割を果たすことは広く知られています。動物細胞で (ER-Golgi intermediate compartment) and TGN (transは古くからERGICの存在が知られていましたが、最近で Golgi network), play pivotal roles in protein sorting. The
は 植 物 細 胞 や 酵 母 細 胞 で も 機 能 的 に 相 同 な 区 画 presence of ERGIC has been long known in animal cells,（GECCO, Golgi entry core compartment）が見つかっ and we now find their functional counterparts (namedています。エンドサイトーシスにおけるTGNの役割は GECCO, Golgi entry core compartment) in plant andこれまで不明瞭でしたが、植物や酵母細胞だけでなく、 yeast cells. The role of TGN in endocytic functions has
動物細胞においてもTGNとエンドソームの密接な関係 been obscure, but now the close relationship between
が明らかにされつつあります。ゴルジ体とその隣接区 TGN and endosomes becomes clear, not only in plant
画の構造は生物種によって大きく異なるように見えま and yeast cells but also in animal cells. The apparent
すが、注意深く比較すると、関与する主要なプレー architecture of the Golgi and its neighbors varies
ヤーや基本的な基礎メカニズムに驚くべき類似性があ considerably among species, but careful comparison
ることがわかってきました。
between them reveals amazing similarities in the key
これらの研究から得られた新たな知見から、私たち players involved and the underlying fundamental
はいま、区画の定義を再考し、その役割を包括的に説 mechanisms.
明する新しいモデルを提案しようとしています（図）Emerging examples of our imaging analysis have led
us to propose reconsideration of compartments and図．ゴルジ体およびその周辺の輸送の包括的モデル。(A) ゴルジ体およびその隣接区画（GECCO/ERGIC、TGN/RE）周辺、およびゴルジ体
suggest a new comprehensive model to describe theirから液胞前区画（PVC）を経て液胞（Vac）へ輸送される経路を示し
roles (Fig).
たもの。酵母、植物、動物細胞に共通する区画の目印として、保存されたRab GTPasesの役割を考慮した。青字の経路は哺乳動物細胞だけに見られることに注意。
Fig. Comprehensive models of trafficking around Golgi and post
Golgi. Trafficking pathways around Golgi and its next-door neighbors(GECCO/ERGIC and TGN/RE) as well as post-Golgi trafficking tovacuole (Vac) via prevacuolar compartment (PVC). Presence ofconserved Rab GTPases is considered as signboards of compartments,
which may be common to yeast, plant, and animal cells. Note thatthe routes indicated by blue arrows are seen only in mammalian cells.

17サブ波長フォトニクス研究領域

生命光学技術研究チーム
研究テーマ
 蛍光タンパク質の発色団の構造と機能
 生命と光との相互作用 微小生物の水中運動の高速ビデオ撮影

チームリーダー / Team Leader

Research Subjects

宮脇 敦史

 Structure-function relationships of fluorescent protein chromophores

医学博士

Atsushi Miyawaki, M.D., Ph.D.

 Interplay between ambient light and organisms
 Ultra-fast observation of swimming behavior of micro-organisms

研究成果／Research Output
FY2022 Core Members
(研究員)
平野 雅彦
(テクニカルスタッフ)
戸崎 麻子(Research Scientist)
Masahiko Hirano(Technical Staff)
Asako Tosaki

光安定性に優れ る蛍光タンパク質、StayGoldの開発
超解像顕微鏡と組み合わせることにより、• 小胞体の動きが細胞内のカルシウムイオン分布様式に依存することを発見• SARS-CoV-2の細胞内分布様式を解明

Development of an extremely photostable
fluorescent protein, StayGold
Applying StayGold and super-resolution microscopy,• Discovering the effects of the calcium ion distributions
on the mobility of the endoplasmic reticulum• Revealing the SARS-CoV-2 spike protein within a cell in
3D

Hirano M, Ando R, Shimozono S, Sugiyama M, Takeda N, Kurokawa H, Deguchi R,
Endo K, Haga K, Takai-Todaka R, Inaura S, Matsumura Y, Hama H, Okada Y, Fujiwara
T, Morimoto T, Katayama K, Miyawaki A.
A highly photostable and bright green fluorescent protein.
Nat Biotechnol. 40(7):1132-1142 (2022)18

Subwavelength Photonics R esearch Group

Biotechnological Optics Research Team
タマクラゲは日本全国に広く分布するクラゲです。
我々は青森県の浅虫沿岸に生息するタマクラゲから新たな蛍光タンパク質をクローニングしました。
この蛍光タンパク質を細胞に発現させて観察させて注意深く観察すると、EGFPなど現在よく用いられている蛍光タンパク質と比較して数十倍褪色しにくいということを発見しました。しかし、一方で非常に暗いという欠点も同時に認識することになりました。これまで世界の蛍光タンパク質の研究開発の歴史において、蛍光タンパク質の明るさと光安定性は両立しない、と信じられてきました。
しかしながら、我々は１アミノ酸の変異を導入することで光安定性を保ったまま明るさを改善する
ことに成功し、この改良した蛍光タンパク質をStayGoldと名付けました。
超解像顕微鏡法は光安定性の強い蛍光プローブを必要とします。超解像顕微鏡法の１つ、構造化照明顕微鏡法（SIM）とStayGold組み合わせて、細胞内小器官の詳細な動きの解析や新型コロナウイ
ルスの細胞内での３次元分布の解明に成功しています。

The jellyfish Echinoderma lucidum is widely
found along the coast of Japan. From the jellyfish
inhabiting the sea in Asamushi, Aomori
prefecture, we cloned a green fluorescent protein(FP).
When the researcher in our team expressed the
FP in cultured mammalian cells, he unexpectedly
found that it is highly resistant to photobleaching.
But at the same time he also noticed that it is dim.
Hoping to make it brighter, he set out tointroduce mutations while it is generally believedthat an increase in the brightness of an FP results
in a decrease in its photostability. Aftercharacterizing many mutants, he finally found asingle mutation that makes the FP brightest
among the FPs currently known while keeping
the photostability. We named the protein,
StayGold.
Taking advantage of the extreme photostabilityof StayGold, we combined it with the superresolution microscopy (SRM). Using SRM, werevealed calcium ion-dependent motions of theendoplasmic reticulum. We also detailed the 3Ddistributions of the SARS-CoV-2 spike protein in
infected mammalian cells.

図1/Fig.1 様々な蛍光タンパク質とStayGoldの光安定性の比較。3.4 ‒ 5.6 W/cm2の強い励起光を照射した際のフォトブリーチングを定量した。

A
図2/Fig.2 StayGoldと超解像顕微鏡法を用いた小胞体の動きの解析

BA.

小胞体の動きのヒートマップ（図の右上の記号は下のグラフと対応）

B.

小胞体の動きの詳細な時間経過。灰色で示す時間で小胞体から細胞質へのカルシウムイオンの移動を誘起し
ている。

19

サブ波長フォトニクス研究領域

画像情報処理研究チーム

研究テーマ
 画像情報処理に関するアルゴリズム研究
 画像情報処理システムの開発
 生物情報データ作成のための計測システムの構築

チームリーダー / Team Leader

横田 秀夫

博士(工学)

Hideo Yokota, D. Eng.

Research Subjects
 Development of algorithms for image processing Development of image processing systems
 Construction of instrumentation system for bio-researchdata creation

研究成果／Research Output
画像解析技術による機能性膜タンパク質
FY2022 Core Members(上級研究員) 吉澤 信、道川 隆士、
野田 茂穂(特別嘱託研究員) 太田 聡史(研究員) 竹本 智子、山下 典理男、
森田 正彦，孫 哲(テクニカルスタッフ)
辻村 有紀、中村 佐紀子、西村 将臣、
蛭川 英男(アシスタント) 岩崎 久美、田中 晶予(研究パートタイマー)村上 幸己(客員研究員) 大山 慎太郎、深作 和明、藤崎 和弘、古城 直道、宮川 雄(Senior Research Scientist)
Shin Yoshizawa, Takashi Michikawa,
Shigeho Noda
(Special Temporary Research Scientist)
Satoshi Oota
(Research Scientist)
Satoko Takemoto, Norio Yamashita,
Masahiko Morita, Zhe Sun(Technical Staff)
Yuki Tsujimura, Sakiko Nakamura,
Masaomi Nishimura, Hideo Hirukawa(Assistant) Akiyo Takana, Kumi Iwasaki(Research Part-timer)
Yukimi Murakami(Visiting Scientist)
Shintaro Oyama, Kazuaki Fukasaku,
Kazuhiro Fujisaki, Naomichi Furushiro,
Suguru Miyagawa

20

の動態解析
• 世界で初めて観察・画像取得した細胞膜上のインスリン
シグナル受容体の膜環境変化を解析• ノイズを多く含む大量のタイムラプス画像から、細胞膜上の受容体周辺領域を自動認識する技術を開発• シグナル伝達前後に生じた受容体周辺の膜流動性の微小変化を解析・可視化する技術を開発

Dynamic analysis of functional membrane proteinsusing image analysis technology• Analysis of changes in the membrane environment of insulin
signaling receptors on the plasma membrane observed forthe first time globally.
• Development of an automatic image recognition technique
for the membrane environment surrounding receptors frommany time-lapse images containing a lot of noise.
• Development of analysis and visualization techniques for theminute changes in membrane fluidity around the insulin
receptors before and after signal transduction.
Reference:
Umebayashi, M., Takemoto, S., Reymond, L., Sundukova, M., Hovius, R., Bucci, A.,
Heppenstall, P.A., Yokota, H., Johnsson, K., Riezman, H., “A covalently linked probe tomonitor local membrane properties surrounding plasma membrane proteins”,
Journal of Cell Biology, 222(3): e202206119 (2023).

Subwavelength Photonics R esearch GroupI m a g e P r o c e s s i n g Re s e a r c h T e a m
当チームは、情報科学的アプローチから生命科学研
究の発展に寄与しています。最近、国内外の共同研究者とともに、細胞膜に存在する機能性タンパク質の動態を解析する新たな画像処理技術を開発しました。
細胞膜上に存在する機能性膜タンパク質の一つである受容体は、外界からの刺激を細胞内に伝達します。
受容体周辺の膜環境は刺激の伝達時に変化しますが、その全容はまだ明らかになっていません。我々のグループでは、共同研究者が世界で初めて取得した、生細胞のインスリン受容体周辺の膜環境のタイムラプス
画像を対象に，インスリンシグナル伝達時の膜環境変化を定量解析する技術を開発しました．
開発した主な技術は、ノイズを多く含む画像から受容体周辺領域を自動認識するための画像のセグメン
テーション技術（図１）と、受容体周辺領域の膜流動性を示すGP値（Generalized polarization value）について、インスリンシグナル伝達の前後で生じる微小な時間変化量を解析・可視化する技術です（図２）。これらの技術を活用して約50万枚の画像を解析し、インスリン受容体の局所膜環境は、平均的な細胞膜の膜流動性とは異なり、非常に動的で不均質であることなどを明らかにしました。
本研究の成果による受容体周辺の膜環境変化の理解
は、シグナル伝達に留まらず、細胞内輸送や免疫応答など、機能性たんぱく質の多様な機能や病態発現の機序を解明する一助となることが期待されています。
謝辞：本研究の一部は、JSPS科研費 JP16K16153の助成を受けて実施されました。

Fig.1 Segmentation of the target probe surrounding the insulin
receptor from confocal microscope images. Scale bar, 10 μm.

From an information science perspective, our teamcontributes to life science research. Together withnational and international collaborators, we recently
developed an image analysis technique for analyzing the
dynamics of functional membrane proteins in the plasma
membrane.
Receptors, which are functional membrane proteins in
the plasma membrane, play signal transduction role fromexterior of a cell to its interior. The membrane
environment surrounding the receptors changes during
signal transduction; however, the detailed mechanism of
this change should be clarified. We developed atechnique for quantitative image analysis of themembrane environment during insulin signaling basedon the time-lapse images of membrane environment
surrounding the insulin receptors in live cells, which wereobtained using our collaborators’ world's first imaging
technique.
We developed two main techniques. The first techniqueentails image segmentation for automatic recognition of
the target probe surrounding the insulin receptor frommany time-lapse images containing a lot of noise (Fig. 1).
The second technique analyzes and visualizes the minutechange that occurs before and after insulin signaling
based on the generalized polarization (GP) value,indicating the fluidity of the region surrounding thereceptor (Fig. 2).
By utilizing these techniques and analyzing more than
500,000 images, we established that the local
environment of the insulin receptor was distinct from theaverage plasma membrane fluidity and it was dynamic
and heterogeneous.
From our research, understanding the membrane
environment surrounding receptors elucidates signaltransduction, and mechanisms of diverse functions andpathological manifestations of functional proteins, suchas intracellular transport and immune responses.
Acknowledgements: part of this work was funded by JSPS
Grants-in-Aid for Scientific Research JP16K16153.

Fig.2 Kymographs of chosen areas show time-course changes of
GP value. The horizontal dimension of the kymograph represents
the vertically averaged changes of GP value within the rectangulararea, and the vertical dimension of the kymograph represents thetime shift (from t = 0 to t = 540 s) of its changes. Scale bar, 10 μm.

21サブ波長フォトニクス研究領域

フォトン操作機能研究チーム
研究テーマ
 3次元メタマテリアルや完全吸収メタマテリアルなど、メタマテリアルの設計と加工技術の開発
 メタマテリアルを用いた新規な赤外分光法の創成と高感度な分子の定性・定量分析法及び単一分子分析デバイスの開発
 チューナブルメタマテリアルに向けた新規な材料開発
チームリーダー / Team Leader

 可視～THz帯にわたる先端増強ナノ分光システムの開発

田中 拓男

 機能性表面増幅グースヘンシェンシフトバイオセンサーの開発

博士(工学)

Takuo Tanaka, D. Eng.

Research Subjects
 Novel metamaterials such as 3D metamaterials and perfect absorbers
 Infra-red spectroscopy using metamaterials for ultra-sensitive
detection and identification of molecules and single molecule analysis
 Alternative materials for tunable metamaterials
 Tip-enhanced nanospectroscopy from visible to THz region
 Functional surface‒enhanced Goos‒Hänchen shift biosensor

FY2022 Core Members(専任研究員)早澤 紀彦 (兼務)
(特別研究員)Maria Vanessa Balois Oguchi、Maria Herminia Marallag Balgos、
Cherrie May Mogueis Olaya(テクニカルスタッフ)
山口 剛史(アシスタント)
梁 怡蓉
(研修生)
藤田 優人

研究成果／Research Output
表 面 プ ラ ズモ ン 共鳴 増 幅さ れ た角 度 グー ス
ヘ ン シ ェ ンシ フ トに よ る高 感 度セ ン サー
• グースヘンシェンシフトを用いた高感度
バイオセンサーの提案• 表面プラズモン共鳴による角度グースヘンシェンシフトのサブミリメートル巨大シフトの手法開発• 開発したセンシング手法の常温大気中環境～液中に至る多様な環境への適応• 金薄膜への自己組織化単分子膜の形成ダイナミクスの高感度検出(Senior Research Scientist)
Norihiko Hayazawa (c)(Postdoctoral Researcher)
Maria Vanessa Balois-Oguchi,
Maria Herminia Marallag Balgos,
Cherrie May Mogueis Olaya(Technical Staff)
Takeshi Yamaguchi(Assistant)
Yi-Jung Liang(Trainee)
Yuto Fujita

22

Enhanced angular Goos-Hänchen shift at surface
plasmon resonance for high sensitivity sensor• Proposed a highly sensitive optical biosensor based on
the enhancement of angular Goos-Hänchen (GH) shift• Developed a scheme to significantly enhance themeasured GH shift up to sub-millimeter range at thesurface plasmon resonance (SPR) region• Demonstrated sensing capability of the proposed
scheme at different sensing environments• Dynamic measurements of self-assembled monolayer
formation on gold substrateSubwavelength Photonics R esearch Group

Innovative Photon Manipulation Research Team
角度 Goos-Hänchen (GH) シフトは、平面界面との相互作用により、入射面に沿った反射光ビー
ムの反射角に角度シフトが生じる光学現象です。
この角度GHシフトは、界面での反射率の角度変化に依存しているため、金属薄膜での表面プラズ
モン共鳴(SPR)の励起に伴う急峻な反射率の低下は、大きな角度GHシフトを誘起するであろうと注目しました。 図1に示しますように、入射ビームを半球プリズムにより金属表面に収束することで
SPR励起し、角度GHシフトを増幅することで、短い検出器距離でもサブミリメートルに至る巨大なGHシフトを誘起できることを実証しました。
水・エタノール（EtOH）の混合溶液の濃度を変化させた場合のSPR領域周辺のGHシフトを図2に示します。EtOH濃度が高くなるに従い、EtOHと水の間の分子間相互作用による非線形な屈折率変化が発生し、その非線形性が角度GHシフトにより検出できることが示されました。
本手法は屈折率変化のダイナミクス計測も可能です。SPR角度固定でのGHシフトの時間変化測定
や、SPR及びGHシフトの入射角度依存測定により、

Angular Goos-Hänchen (GH) shift is thedeflection of a real optical beam along theincident plane upon interaction with a planarinterface. This shift is dependent on the angularchange in reflectivity, as such, the sharpreflectivity dip upon the excitation of surface
plasmons at resonance has been shown to
induce large GH shifts. We exploit the beam
propagation dependence of angular GH shift andfocus the incident beam to a small beam waist
resulting to a significantly large GH shift at the
SPR region even at short detector distance asshown in Fig. 1.
The GH shift around the SPR region for varying
ethanol (EtOH) concentrations in water is shownin Fig. 2. The measurements at higher EtOH
concentrations reflect the nonlinear change inthe refractive index due to the intermolecularinteraction between EtOH and water.
Temporal interrogation can also be performedfor dynamic measurement of the refractive index
change.
Hence,
both
spectroscopic
measurements for accurate location of the SPR
angle and spectrophotometric measurements foranalyte adsorption kinetic analysis are feasible.

分子吸着に伴う屈折率の時間変化ダイナミクスを追従することが可能であることを示しました。

図１金薄膜表面へのビーム入射に伴うSPR励起時の巨大角度
GHシフト発生の概念図.

半球プリズムを用いることでビームを金表面へ収束し、位置センシング検出器を距離 zに配置することでビームシフトを検出
Fig.1 Schematic diagram of enhancement of angular GH shift
at the SPR region. A position sensitive detector is placed at a
distance z from the beam waist. The hemispherical prismfocuses the incident beam to a small beam waist

図２ EtOH濃度を変化させた際の、SPR励起角度周辺での角度
GHシフト測定結果. 挿入図は図1の半球プリズムを含む装置の基本構成図. 入射ビームと反射ビームをそれぞれ+θ, -θ回転
アームに搭載しコンピュータ制御で角度走査したFig.2 Angular spectrum of GH shift measurements within the
SPR region in different EtOH concentrations. The inset shows
the schematic diagram of the experimental setup used in themeasurement23サブ波長フォトニクス研究領域

先端レーザー加工研究チーム
研究テーマ
 3次元マイクロ・ナノレーザー加工技術の開発とマイクロ・ナノデバ
イス作製への応用

 ビーム整形による高品質・高効率・高解像度加工技術の開発
 超短パルスレーザーによるナノ材料創成および表面ナノ構造化
 レーザー光と物質との相互作用の解明に関する研究
チームリーダー / Team Leader

杉岡 幸次

工学博士

Koji Sugioka, D. Eng.

Research Subjects
 Development of laser-based 3D micro and nanoprocessing andapplication for fabrication of micro and nanodevices

 Development of high quality, high efficiency, high resolution
processing based on beam shaping techniques Nanomaterials synthesis and surface nanostructuring by ultrafast
lasers Elucidation of laser and matter interactions

FY2022 Core Members(研究員) 小幡 孝太郎(特別嘱託研究員) 尾笹 一成(特別研究員)Jiawei Zhang、Ashkan MomeniBidzard(客員主管研究員) 青柳克信
(客員研究員)
Daniela Serien、Xinyuan Qi、Felix Sima、Shi Bai、花田 修賢、
中嶋 聖介、黒瀬範子(研修生) 川端祥太、森本純至、
半澤未来(特別嘱託職員) 若林 多起子(Research Scientist) Kotaro Obata(Special Temporary Research Scientist)
Kazunari Ozasa(Postdoctoral Researcher)
Jiawei Zhang,
Ashkan MomeniBidzard(Senior Visiting Scientist)
Yoshinobu Aoyagi(Visiting Scientist)
Daniela Serien, Xinyuan Qi,
Felix Sima, Shi Bai, Yasutaka,Hanada, Seisuke Nakashima,
Noriko Kurose(Student trainee) Shota Kawabata,Junji Morimoto, Mirai Hanzawa(Special Temporary Employee)
Takiko Wakabayashi
24

研究成果／Research Output
GHzバーストモードフェムト秒レーザー加工によるシリコン表面への2次元レーザー
誘起ナノ周期構 造（2D LIPSS）の形成• 超高速繰り返し（GHz）のフェムト秒（fs）レーザーパルス列を複数回照射することにより、シリコン表面へ2次元ナノ周期構造（2D LIPSS）を形成する技術を開発。

• 2D LIPSSの形成メカニズムとして、1D LIPSSのナノ溝壁面への周期的電界増強（ホットスポット）の生成を提案。

• 提案した形成メカニズムに基づき、GHzバーストパルス内のイ
ントラパルスエネルギー分布を制御することにより、2D LIPSS
加工の高品質化を達成。

Formation of two-dimensional laser-induced periodic
surface structures (2D-LIPSS) on silicon surface using
GHz burst mode femtosecond laser pulses• Technique to form two-dimensional laser-induced periodic
surface structures (2D LIPSS) on silicon surfaces was developedby irradiation with ultrafast repetition rate (GHz) femtosecond(fs) laser pulse trains.

• Formation mechanism of 2D-LIPSS based on generation of theperiodic enhancement of electric fields (hot spots) at the sidewalls of nanogrooves in 1D LIPSS was proposed.

• Fabrication of higher-quality 2D LIPSS was realized by tailoring
the intra-pulse energy distribution in GHz burst pulses, basedon the proposed mechanism.

Subwavelength Photonics R esearch GroupA d v a n c e d L a s e r P r o c e s s i n g Re s e a r c h T e a m
図１ 単結晶シリコン基板表面に形成した
LIPSSのSEM観察像: (a) 従来加工(シングルパ
ルスモード)、(b) GHzバーストモード加工。
Figure 1 SEM images of LIPSS formed on
silicon surfaces with different configurations:(a) conventional irradiation scheme (singlepulse mode) and (b) GHz burst mode.

近年、パルス間隔が数100 ピコ秒（ps）のフェム
ト秒（fs）レーザーパルス（イントラパルス）列から成るGHzバーストモードfsレーザー加工は、従来のfsレーザー加工（シングルパルスモード）と比較して、高効率・高品質な材料加工が行えることが実証され、大きな注目を集めています。
本研究では、特異な加工特性を提供するGHzバー
ストモードfsレーザー加工を、レーザー誘起表面微細周期構造（LIPSS） 形成に応用することにより、シリコン表面へ新奇2次元（2D）LIPSS構造が形成できることを示しました。
直線偏光のシングルパルスモードfsレーザーを、アブレーション閾値近傍でシリコン表面に照射す
ると、レーザー偏光方向に垂直な方向に1次元（1D）LIPSSが形成されます（図1 (a))。一方、GHz
バーストモードを用いると、垂直な方向に加えて平行な方向にも周期を有する2次元（2D）LIPSSが形成できることを明らかにしました（図1 (b))。2D
LIPSSの形成メカニズムとして、GHzバーストパル
スの前半のイントラパルスによって形成された1D
LIPSSのナノ溝の壁面において、後続のイントラパ
ルス照射によって周期的な電界増強（ホットスポット）が生じるモデルを提案しました（図2）。
提案したメカニズムに基づき、GHzバーストパルス
内のイントラパルスエネルギー分布を制御することにより、2D LIPSSの高品質化を実現しました（図1 (b))。以上より、GHzバーストモードfsレー
ザーは従来のシングルパルスモードとは異なる表面微細加工を実現することができ、新たな微細加工技術としての応用が期待されます。

Recently, femtosecond (fs) laser processing with a
GHz burst mode, which consists of fs laser pulse (intrapulse) trains with a pulse-to-pulse interval of several
hundred picoseconds (ps), has been attracting
considerable interest, since it has some distinct
characteristics in material processing as compared withthe conventional fs laser irradiation scheme (singlepulse mode).
In this study, we applied the GHz burst mode fs laser
processing to the formation of laser-induced periodic
surface structures (LIPSS) to explore the possibility offorming novel nanostructures, that are different fromLIPSS fabricated by the single-pulse mode.
Single-pulse mode of linearly polarized fs laser cancreate one-dimensional (1D) LIPSS whose direction isperpendicular to the laser polarization direction on
silicon surfaces (Fig. 1 (a)). Meanwhile, we havedemonstrated that GHz burst mode can form unique
two-dimensional (2D) LIPSS consisting of periodic
surface structures both perpendicular and parallel tothe laser polarization direction (Fig. 1 (b)). As theformation mechanism of 2D LIPSS, we proposed amodel in which irradiation of subsequent intra-pulses in
the GHz burst pulse causes periodic enhancement ofelectric field (hot spots) at the nanogroove walls of 1D
LIPSS formed by preceding intra-pulses. (Fig. 2). Basedon this mechanism, we successfully formed highquality 2D LIPSS by tailoring the energy distribution of
intra-pulses in the GHz burst pulse (Fig. 1 (b)).
Consequently, GHz burst mode fs laser can realize
surface micro- and nano-fabrication different fromconventional single pulse mode and is expected to be
applied as a new microfabrication technology.

図2 2D LIPSS形成メカニズムの模式図: (a) GHzバーストパルスの先行
イントラパルスで形成された1D-LIPSS に、後続イントラパルスが照射されることによりにホットスポットが生じる。(b)ホットスポットによって、1D LIPSSのナノ溝壁面がアブレーションされ、リッジ部分が細くなる。(c) ホットスポットでない部分はわずかな電解増強によって溶融が生じ、ナノ溝がつながりることにより2D LIPSSを形成する。
Figure 2 Schematic illustrations of the formation mechanism of 2D
LIPSS: (a) 1D LIPSS formed by the preceding intra-pulses of a GHz burst
pulse is irradiated by the subsequent intra-pulses, resulting in
generation of hot spots. (b) Hot spots ablate the sidewalls of the
nanogroove in 1D-LIPSS to narrow ridges. (c) The other parts aremelted to be connected, resulting in the formation of 2D-LIPSS.

25

テラヘルツ光研究領域

テラヘルツ光源研究チーム
研究テーマ
 高出力･超広帯域波長可変THz波光源の開発
 高感度THz波検出 広帯域周波数可変THz波光源を用いたTHz波応用
 THzスペクトルデータベース
チームリーダー / Team Leader

南出 泰亜

博士(工学)

Hiroaki Minamide, D. Eng.

Research Subjects
 High-output, frequency-agile, ultra-widely tunableTHz-wave sources High-sensitive THz-wave detection
 THz-wave applications using frequency-agile THz-wave sources THz spectroscopic database

研究成果／Research Output
FY2022 Core Members(研究員) 瀧田 佑馬、Joselito Muldera, Deepika Yadav,
Yuehong Xu(パートタイマー)
齋藤 美紀子、八重柏 典子、
山下 美保子、福田 航一(アシスタント)佐々木 玲子(客員主管研究員) 伊藤 弘昌(客員研究員) 大野 誠吾、鈴木 哲(Research Scientist)
Yuma Takida, Joselito Muldera,
Deepika Yadav, Yuehong Xu(Part-time Worker)
Mikiko Saito, Noriko Yaekashiwa,
Mihoko Yamashita,
Koichi Fukuda(Assistant) Reiko Sasaki(Senior Visiting Scientist)
Hiromasa Ito(Visiting Scientist)
Seigo Ohno, Tetsu Suzuki

0.87 THz帯･光注入型周波数可変バック
ワードテラヘルツ波パラメトリック発振• BW-TPO（Backward THz-wave Parametric Oscillation）に基づく高周波数0.87 THz帯での発振に成功• BW-TPO方式では、非線形光学結晶の設計によって利用したい周波数帯でTHz波を発生させることができる

T u n a b l e I n j e c t i o n - S e e d e d B a c k w a r d Te r a h e r t z - W a v e
Parametric Oscillator Centered at ~0.87 THz• First demonstration of a tunable THz-wave source
based on Backward THz-wave Parametric Oscillation(BW-TPO) with a frequency of ~ 0.87 THz• The BW-TPO scheme can be utilized to design
nonlinear optical crystals to emit THz waves at a
specific range of frequencies
In preparation for submission.

26

Te r a h e r t z - w a v e R e s e a r c h G r o u p

Tera-Photonics Research Team
斜周期型のマグネシウム添加周期分極反転ニオ
ブ酸リチウム（PPLN）結晶を用いて、擬似同軸位
相整合による光注入型周波数可変THz波パラメト
リック発振器（BW-TPO）を周波数0.87 THz帯で初めて実証しました。PPLN結晶をレーザー励起することでTHz波とアイドラー光が発生し、THz波は励
起光とアイドラー光に対して逆方向に伝搬します（図1(a)）。発振周波数はPPLN結晶への励起光の入射角度によって決まり、図1(b)に示すようにアイド
ラー光のスペクトルがピーク（BW1）のように励起光とは異なる波長で現れます。また同時に、カスケード過程による2次のアイドラー光（BW2）の発振も観測できました。カスケード過程が確認できたことで、高効率にTHz波を発生させることに成功しました。さらに、 PPLN結晶を回 転させるだけでBW1とBW2のスペクトルの位置を変化させることができ、結果としてBW-TPOの発振周波数を0.84 THz
から0.90 THzまで同調させることができました。発振周波数の可変範囲は、結晶の設計パラメータによって決定することが可能です。
加えて、BW-TPOの発振閾値エネルギーと変換効率を算出するために、アイドラー光の出力エネル
ギーの励起光エネルギー依存性を測定しました。このとき、BW1と同じ波長の連続光（CW）レーザー
を用いて光注入を行いました。その結果、注入光がない場合に比べて、光注入を行った場合に発振閾値
エネルギーを26%低く、最大変換効率を1.3倍に向上させることができました。本研究の応用として、通信分野や非破壊イメージングへの応用が考えられます。

A tunable injection-seeded backward THz-wave
parametric oscillator (BW-TPO), centered at ~0.87 THz,is first demonstrated using a slant-stripe magnesiumoxide-doped periodically-poled lithium niobate(PPLN) crystal via a quasi-collinear phase matching
scheme. An idler beam appears along with the THz
wave upon laser excitation, with the THz wave
propagating in the backward direction as the pumpand idler (Fig. 1(a)). The oscillation frequency is
dictated by the PPLN slant angle  and indicated by
the spectral separation of the idler peak (BW1) fromthe pump as seen in Fig. 1(b). A cascading process
was also observed with the presence of another idler(BW2). Moreover, the BW-TPO frequency can also betuned from 0.84 to 0.90 THz with a simple rotation of
the PPLN as observed from the shifts in the spectra ofboth BW1 and BW2. The tunability is limited bydesign parameters such as the crystal dimensions.
The idler beam energy was also measured as afunction of pump energy to determine the thresholdenergy at which BW-TPO occurs, as well as theconversion efficiency of the process. In addition,
injection seeding was also performed using a CW
laser with the same wavelength as BW1, resulting ina lower oscillation threshold energy (26%) and
improved conversion efficiency (1.3x), compared tothe unseeded case. The possible applications for thisstudy are in telecommunications and nondestructive
imaging.

図1 (a) 実験配置の概略図。(b) 励起光とアイドラー光（BW1、BW2）のスペクトル。PPLN結晶を回転させるとBW1やBW2の波長

図2 注入光の有無によるアイドラー光の出力エネルギーの励起光がシフトすることから、THz波周波数を同調できることがわかる。

エネルギー依存性。光注入よりBW-TPOの発振閾値エネルギーがFig.1 (a) Schematic of the experimental setup. (b) Spectra of pump

減少し、最大変換効率が増加することがわかる。

and two idler beams, BW1 and BW2. The THz frequencies can be

Fig.2 Idler energy dependence on pump energy with and without

tuned as seen by the shift in wavelengths of BW1 from the pumpinjection seeding showing reduced BW-TPO threshold energy

and BW2 from BW1 when the PPLN crystal is rotated.

and increased pump energy conversion with seeding.

27

テラヘルツ光研究領域

テラヘルツイメージング研究チーム
研究テーマ
 細胞内タンパク質のテラヘルツ光による構造・機能の制御
 超高感度の超伝導検出器の研究開発と宇宙マイクロ波背景放射(CMB)偏光観測
 テラヘルツセンシング・イメージングに関する応用開拓
チームリーダー / Team Leader

Research Subjects

大谷 知行

 Terahertz control of molecular structures and functions of biological

博士(理学)

Chiko Otani, D. Sci.

protein Development of high-sensitivity superconducting detectors for CMB
polarization observations
 Applications of terahertz sensing and imaging

研究成果／Research Output
超 高 Q値
値の薄膜超伝導マイクロ波共振器の研究開発
FY2022 Core Members(上級研究員) 保科 宏道(技師) 佐々木 芳彰(特別研究員) 亀井 雄斗(基礎科学特別研究員) Miguel
Hernandez Javier(客員主管研究員) 川瀬 晃道、野口 卓、
尾崎 幸洋、彌田 智一(大学院生リサーチ・アソシエイト)
上野 佑也、Chen Mingxi(アシスタント) 山田 真美(パートタイマー) 渡辺 博、倉門 雅彦、
喜多村 卓也、村山 亮介、小林 達哉、
小林 裕美子、阿部 りら、南川 理利(Senior Research Scientist)
Hiromichi Hoshina(Technical Scientist) Yoshiaki Sasaki(Postdoctoral Researcher) Yuto Kamei(Special Postdoctoral Researcher)
Javier Miguel Hernandez(Senior Visiting Scientist)
Kodo Kawase, Takashi Noguchi,
Yukihiro Ozaki, Tomokazu Iyoda(Junior Research Associate)
Yuya Ueno, Mingxi Chen
(Assistant) Mami Yamada(Part-time Worker) Hiroshi Watanabe,
Masahiko Kurakado, Takuya Kitamura,
Ryosuke Murayama, Tatsuya Kobayashi,
Yumiko Kobayashi, Rira Abe, Riri
Minamikawa
28• 高感度な超伝導マイクロ波力学インダクタン
ス検出器（MKIDs）を実現する非常に高い共振Q値のマイクロ波薄膜共振器を開発• 共振器の内部Q値として従来の約100-1,000倍、世界最高値となる108を約0.1 Kで実現
• 熱励起準粒子の多い4.2 Kという環境下でも従来の約10倍となる104という値を実現

Development of thin-film superconducting microwave
resonators with ultra-high Q factors• Development of microwave thin-film resonatorswith ultra-high quality factors for Microwave
Dynamic Inductance Detectors (MKIDs).
• We have achieved internal Q factor of 108 around
0.1 K, about 100-1,000 times higher than ourprevious value.
• We have also achieved the factor of 104 at 4.2 K,
about 10 times higher than our previous value.
Reference: S. Mima, T. Taino, R. Murayama. T. Noguchi, C. Otani, “Development ofsuperconducting resonator with ultra-high quality factor”, in preparation (2023).
Patent application: S. Mima, T. Taino, R. Murayama. T. Noguchi, C. Otani,“Superconducting passive devices, methods of manufacturing superconducting passive
devices, and devices containing such passive devices,” Patent Number: 2022-129567,
Aug. 16, 2022.

Terahertz-wave Research GroupT e r a h e r t z S e n s i n g a n d I m a g i n g Re s e a r c h T e a m
The Microwave Kinetic Inductance Detector (MKIDs) is a
マイクロ波力学インダクタンス検出器(MKIDs)は、
detector
utilizing a superconducting resonator with a high
高い共振Q値を持つ超伝導共振器を利用した検出器で、宇宙観測や素粒子実験への応用が期待されます。また、 resonant quality factor (so-called, Q factor), and is expected to be
同様の超伝導共振器は、超伝導量子コンピュータの超 used for space observations and particle experiments. In addition,
伝導量子ビットにも使用されています。MKIDs検出器 such resonators are also used in quantum bits in superconductingの感度は内部共振Q値(Qi)に反比例し、値が高いほど quantum computers. The sensitivity of MKIDs detectors is
感度が良くなりますが、このような薄膜型の超伝導共 inversely proportional to the internal resonance Q factor (Qi), andthe higher the value, the better the sensitivity. However, in such
振器のQiは通常105-6程度が限度でした。
この限界の克服のため、本研究では上部電極と下 thin-film superconducting resonators Qi remained typically
5-6部電極の構造を別々の基板上にマイクロストリップ線 around 10 .
To overcome the limitation, we have proposed a new structure
路で作製する新たな構造を提案しました(図1)。ニオ
where
the top and bottom electrode structures were fabricated as
ブ薄膜を用いてこのデバイスを作製し、専用のチップ
キャリアに搭載して(図2)希釈冷凍機を用いて約0.3 K microstrip lines on separate substrates (Fig.1). We have fabricatedでQi 値を評価した結果、約108という非常に大きな値 the actual device by using Nb film and evaluated Qi at 0.26 Kが得られました(図3)。この Qi 値は、従来構造に比べ mounted on a chip carrier in a dilution refrigerator (Fig.2), and8
約1,000倍高く、超伝導薄膜共振器としては世界最高 then obtained Qi ~10 (Fig.3). Such high values are about 1,000のQi値です。この結果は、誘電体損失を最小化するこ times than previous and are the world's highest Qi for thin-filmとでQi値を飛躍的に向上したことを意味しています。 superconducting resonators. In addition, it has also shown Qi
4
また、液体ヘリウム(4.2 K)に浸した状態でも Qi～104 ~10 even at 4.2 K. These values are 10 times than previous. Theseという高い値を示しました。この値は従来より10倍 results have also opened the possibility for a superconducting
高いものです。またこの結果は、超伝導量子コン quantum computer to dramatically increase the time to maintain
ピュータで量子状態の維持時間を飛躍的に長くできる a quantum state.
可能性が開けたことを意味します。
0
-10
-20
-30

S21 [dB]

-40
-50
-60
-70
-80
-90
-100
-110
3.983

3.985

3.987

3.989

3.991

3.993

Frequency [GHz]-50

図1 マイクロ波共振器6個を含む共振器チップとGNDチップ
Fig.1 Resonator chip containing 6 resonators and GND chip

S21 [dB]

-60
-70
-80
-90

-100
-110
3.9878905

100 Hz3.9878955
Frequency [GHz]3.9879005

図3 希釈冷凍機で測定した共振構造（全体と拡大図）
図2 希釈冷凍機内のチップマウントの様子

Fig.3 Resonant structure measured in a dilution refrigerator, Overall

Fig.2 Schematic of chip mounting in a dilution refrigerator(top) and magnified (bottom) features.

29テラヘルツ光研究領域

テラヘルツ量子素子研究チーム
研究テーマ
 室温動作THz-QCLの実現へ向けた量子構造設計
 ワットクラス高出力THz-QCLの技術開拓
 窒化物、及び、酸化物半導体を用いた未開拓波長QCLの開発
 面発光THz-QCLの開発
 非破壊検査のためのモバイルTHz-QCL光源の開発
チームリーダー / Team Leader

平山 秀樹

博士(工学)

Hideki Hirayama, D. Eng.

Research Subjects
 Development toward room temperature operation of THz-QCLs
 Development of watt-class high-power THz-QCLs
 Development of unexplored-frequency QCL using nitride and oxide
semiconductors

 Development of surface emitting THz-QCL

 Development of mobile THz-QCL light source for nondestructive inspection

研究成果／Research Output
FY2022 Core Members(研究員)
王 利、林 宗澤、定 昌史 (兼務)
(研修生)
陳明曦、三好哲平(アシスタント)佐藤 知子

テラヘルツ量子カスケード
レーザ( THz-QCL)の高出力化と動作の高温化(Research Scientist)
Li Wang, Tsung-Tse Lin,
Masafumi Jo (c)(Trainee)
Mingxi Chen, Teppei Miyoshi(Assistant)
Tomoko Sato

• アイソレート3準位系機構を用いたTHz-QCLの230Ｋ温度動• 高濃度ドーピングによる1.4ワット高出力THz-QCLの実現
作の実現• ZnO/ZnMgO系を用いた2.5-11THz帯室温光利得を解析により実証

D e v e l o p men t o f h i g h p o w e r a n d h i g h t e m p e r a t u r eoperation terahertz quantum cascade laser ( THz-QCL)• Realization of 1.4 watt power THz-QCL by using
highly doping layers• THz-QCL operation at 230K by using “Isolated 3-level
scheme” QC structure• Demonstration of room temperature optical gain of
ZnO/ZnMgO QCL at 2.5-11 THz by NEGF analysis

30

Terahertz-wave Research GroupTerahertz Quantum Device Research Team
本研究では、小型、高効率・高出力、狭線幅、連続発振など優れた特徴を備え持つテラヘルツ光源であるテラヘルツ量子カスケードレーザ(THzQCL)の開発を行っています。新規量子構造の導入
やデバイス構造の開拓を行う事により、高性能な
THz-QCLの実現を目指しています。また、未踏周
波数の5-12THz発振を実現するために、窒化物や酸化物半導体を用いたQCLの開発を行っています。
今年度は、高濃度ドーピング層を導入すること
でTHz-QCLの高出力化を図り、パルス動作で1.4Wの高出力動作を実現しました。このサンプルではエピ面を直接ヒートシンクに接合することで高出力化を実現しました。また、厳密な量子構造の設計に基づいて、高温動作が可能なTHz-QCLを設計しました。“アイソレート3準位機構”という量子カ
スケード構造を取り入れたGaAs系THz-QCLを作製し、最高動作温度230K（-43℃）を実現し、室温動作まであと1歩まで迫りました。また、THz-QCLにとって未開拓周波数領域である5-12THzを実現するために。GaN/AlGaN系、及びZnO/ZnMgO材料を用いたTHz-QCLの動作解析を行い、未開拓周波数を含む2.5～13THzの可能性と室温以上の高温動作をグリーン関数を用いた厳密な解析を行う事により予測しました。

Terahertz quantum-cascade laser (THz-QCL) is
promising as an advanced THz laser source withsmall size, high power and narrow emission
linewidth, and are expected for wide variety of
applications. We are researching on higher
operation temperature and output power THzQCL by introducing novel scheme structures.
In this fiscal year, we introduced a highly
impurity doped layers to increase the output
power of the THz-QCL, and obtained output
power of 1.4 W under pulse operation. The output
power was also enhanced by bonding theepitaxial surface directly to the heat sink. We also
designed a THz-QCL capable of over 300K
temperature operation based on new concept
design. We fabricated a GaAs-based THz-QCL
incorporating a QC structure called an “isolated
three-level scheme”, and achieved a maximum
operating temperature of 230K. This is one step
closer to room-temperature operation. Also, we
performed rigorous simulation analysis for GaN
and ZnO-based THz-QCLs, and predicted 2.5 to
13 THz operation of QCL including unexplored
frequencies operating at over 300K.

図1 高濃度ドーピングを用いて高出力化した1.4W（ワット）出力GaAs/AlGaAs THz-QCL（ヒートシンクに直接ボンディングして高出力化）
Fig.1 1.4W power GaAs/AlGaAs THz-QCL developed by highly impurity doping (enhanced the out put power by direct bonding to heat sink)

図2 “アイソレート3準位機構”によるTHz-QCLの230K温度動作、及び、手のひらサイズTHz-QCL光源（80Kで動作、ピーク出力300mW）
Fig.2 Realization of 230K operation of THz-QCL with “isolated 3-level scheme” structure, and, palm-size THz-QCL source operating at 80K

31

光量子技術基盤開発領域

光量子制御技術開発チーム
研究テーマ
 リモートセンシング、微量ガス計測応用の中赤外パルスレーザー開発
 農業における光技術を駆使した土壌環境制御・計測システム開発
 レーザーアブレーションによるレーザー照射技術・宇宙用レーザー開発
 水素エネルギー製造・貯蔵・利用に関するエネルギー供給システム開発
 インフラ診断における人の判断の可視化技術
チームリーダー / Team Leader 紫外線を用いたCOVID-19の不活性化開発

和田 智之

 レーザーおよび光音響の医療・農業・工業計測への応用

Ph.D.

Satoshi Wada, Ph.D.

Research Subjects
 Mid-infrared Electronic Wavelength Tuning via Intracavity Differencefrequency Mixing in Cr:ZnSe Laser Development of Next-Generation Agri-photonics Research Development of laser irradiation technology and a laser for space Development of renewable energy supply systems for hydrogen

FY2022 Core Members(先任研究員) 加瀬 究
(上級研究員) 斎藤 徳人(専任研究員) 佐々 高史, 守屋 繁春,
松山 知樹 (兼務)(研究員) 小川 貴代, 湯本 正樹, 藤井 克司,
丸山 真幸, 村上 武晴, 宮田 憲太郎,
小田切 正人(特別研究員) 伊敷 喜斗(テクニカルスタッフ) 坂下 亨男, 種石 慶,
川田 靖, 岡下 敏宏, 棚橋 晃宏, 森下 圭,
宮島 早紀, 津野 克彦 (兼務), 大野 陽子,
松本 健(アシスタント) 渡邉 博子, 野々村 真奈美,
鈴木 利佳子(パートタイマー) 国本 幸紀, 松井 大知,
小池 一輝, 奈良 美幸, 北 克則, 髙地 勇,
植松 洋子, 碓井 民子, 中川 淳子(Senior Research Scientist)
Kiwamu Kase, Norihito Saito,
Takafumi Sassa, Shigeharu Moriaya,
Tomoki Matsuyama (c)(Research Scientist)
Takayo Ogawa, Masaki Yumoto,Katsushi Fujii, Masayuki Murayama,
Takeharu Murakami, Kentaro Miyata,
Masato Otagiri(Postdoctoral Researcher)
Yoshito Ishiki(Technical Staff)
Michio Sakashita, Kei Taneishi,
Yasushi Kawata, Toshihiro Okashita,Akihiro Tanabashi, Kei Morishita,
Saki Miyajima, Katsuhiko Tsuno (c),Yoko Ono, Takeshi Matsumoto(Assistant)
Hiroko Watanabe, Manami Nonomura,
Rikako Suzuki(Part-time Worker)
Yukinori Kunimoto, Daichi Matsui,
Kazuki Koike, Miyuki Nara,
Katsunori Kita, Isamu Takachi,
Yoko Uematsu Tamiko Usui,
Junko Nakagawa

32

energy production, storage, and utilization
 Visualizing human judgment in diagnostics of infrastructure Application to biomedical, agricultural, and industrial measurement
using lasers and photoacoustic wave

研究成果／Research Output
Cr:ZnSeレーザーの共振器内差周波発生を用いた中赤外
電子波長掃引の実現• 電子波長制御Cr:ZnSeレーザーの共振器内差周波発生に
ZnGeP2を利用した広帯域中赤外光発生• 非臨界位相整合条件の利用により、8-11 µm帯の電子波長掃引と100 µJを超えるパルスエネルギーを実現

Developmen t of Mid-infrared Electronic Wavelength
Tu n i n g v i a I n t r a c a v i t y D i f f e r e n c e - fr e q u e n c y M i x i n g i n
Cr:ZnSe Laser• Mid-infrared generation by configuring intracavity
difference-frequency generation (DFG) using ZnGeP2 in anelectronically tuned Cr:ZnSe laesr• The DFG tunability in the 8-11 µm was achieved withmaximum pulse energy exceeding 100 µJ under the spectral
noncritical phase-matching condition

A d v a n c e d P h o t o n i c s Te c h n o l o g y D e v e l o p m e n t G r o u p

Photonics Control Technology Team
中赤外領域の中でも分子の指紋領域かつ大気の窓としても知られる8-13 µm帯の波長可変固体パルスレー
ザーは、様々な気体分子のリモートセンシングや微量分析において重要な光源であり、現在もその発展が望まれている。そこで当チームでは、共振器内差周波発生（DFG）を電子波長制御Cr:ZnSe（ET-Cr:ZnSe）レー
ザーに利用することで、 8-11 µmの電子波長掃引領域と100 µJを超えるパルスエネルギーを併せ持つ光源の開発に成功しました。共振器内DFG のポンプ光とシグナル光には、それぞれET-Cr:ZnSeレーザーの共振器内ビームと、その励起光源であるTm:YAGレーザーを利用します。 共振器内DFGのための非線形光学材料には
ZnGeP2（ZGP）を利用しました。ZGPのスペクトル非臨界位相整合とシグナル光の電子波長制御を組み合わせることで、ZGPの位相整合角を回転制御することな
く共振器内DFGにより広帯域な中赤外波長掃引を実現しました。中赤外波長掃引領域は8.3-9.2 µmであり 、最大パルスエネルギーは100 µJを超えました。さらに、
僅かなZGPの位相整合角の調整(Δθ < 0.5°)と組み合わせることで、波長掃引領域を8.3-11 µmへ拡張する
ことにも成功しました。
一般的なDFGプロセスには、2つの励起レーザーが必要となりますが、この共振器内DFGでは、2つの励起レーザーを必要としないためDFGプロセスを簡略化することができます。またET-Cr:ZnSeレーザーを用いることで電子波長掃引法を活用することができ、中赤外領域における高い波長制御性も実現できます。さらに非線形光学材料を変更することで、20 µmまで出力も可能であり、今後は8-16 µm領域で特徴的な赤外吸収スペクトルを示す芳香族炭化水素（トルエン、キシレン等）、冷媒（HFC、CFC等）といった高分子量ガ
ス成分の分析に展開されることが期待されます。

(a) ET-Cr:ZnSeレーザーによる共振器内DFGの概略図(b) 中赤外光（アイドラー光）の波長掃引領域、位相整合角は5つの異なる角度を選択、グレーのプロットは、電子波長制御の際に、AOTFに供給されるRFの周波数

In this research, we developed the technology for
intracavity difference-frequency generation (DFG) in anelectronically tuned Cr:ZnSe (ET-Cr:ZnSe) laser for therealization of rapid wavelength tuning in the 8‒13 µm range
with a maximum pulse energy exceeding 100 µJ. To
eliminate the need for two input laser sources in the general
DFG process, the ET-Cr:ZnSe laser field pumped by a
Tm:YAG laser is used as the signal beam and is subsequently
frequency-mixed with the residual pump source in a ZnGeP2(ZGP) to generate mid-IR spectra. Here, we apply theelectronic wavelength tuning of the signal beam under the
spectral noncritical phase-matching (NCPM) condition
realized in ZGP to enable broadband mid-IR spectral tuningby combining the electronic tuning with a small angle
adjustment of the ZGP. Consequently, we demonstrated thefirst intracavity DFG ET-Cr:ZnSe laser operating in the mid-IR
region. The electronic tuning in the 8.3‒9.2 µm spectral
range was obtained under the spectral NCPM condition of
ZGP (θ=50.3°). The corresponding pulse energy reached
110 µJ at maximum. The broader tuning range of 8.3‒11 µm
was also recorded from the same compact setup by
combining the electronic tuning with a slight angle
adjustment (Δθ < 0.5°) of the nonlinear material.
We believe that the proposed method for generating themid-IR spectra not only simplifies the DFG process byeliminating the need for two input laser sources but alsoenables rapid and broadband wavelength scanning at highenergy, which is highly suitable for trace gas detections with
CRDS

and

PAS

targetinghigh-molecular-weightcomponents such as aromatic hydrocarbons (i.e., toluene
and xylene), and refrigerants (i.e., HFC and CFC) that exhibit
broadband mid-IR absorption spectra in the 8‒16 µm range.

(a) Schematic of an electronically-tuned Cr:ZnSe laser with an
intracavity ZGP-DFG.
(b) Electronic tuning range of idler at five different phase-matchingangles. Gray plots are RFs fed into the AOTF.

33

光量子技術基盤開発領域

先端光学素子開発チーム
研究テーマ
 超精密光学素子の加工・設計・計測・シミュレーション技術の研究
開発

 超精密機械加工による微細構造形成技術の研究開発
 技術基盤支援チームとの連携による超精密光学素子の試作開発
チームリーダー / Team Leader

山形 豊

博士(工学)

Yutaka Yamagata, D. Eng.

Research Subjects
 Fabrication, design, metrology and simulation of ultrahigh precision
optics Fabrication of micro structure by precision machining Prototyping of precision optics in collaboration with Advanced
Manufacturing Support Team

研究成果／Research Output
FY2022 Core Members(先任研究員) 城田 幸一郎(専任研究員) 田島 右副, 滝澤慶之、青山哲也（上級研究員）細畠 拓也(研究員) 青木 弘良、海老塚 昇(基礎科学特別研究員）江川 悟(アシスタント) 佐藤 祐子(Senior Research Scientist)
Koichiro Shirota, Yusuke Tajima,
Yoshiyuki Takizawa, Takuya
Hosobata(Research Scientist) Hiroyoshi Aoki,
Noboru Ebizuka(Special Postdoctoral Researcher)
Satoru Egawa(Assistant) Yuko Sato

超精密光学素子加工技術で先端科学研究機器開発に貢献• 金属基材を用いた中性子集光ミラーの更なる高精度化に関する研究が進行中• J-PARC

BL-16のための多入射集光光学系を加工し設置• アガロースゲルマイクロカプセルによる１菌体ゲノム解析手法を開発Contributing most advanced scientific apparatus by
u s i n g u l t r a h i g h p r e c i s i o n o p t i c s m a n u fa c t u r i n gtechnology• Research and developments toward precision
improvement of metallic-substrate neutron focusing
mirror are in progress• Multiple incident angle neutron focusing mirror system
for J-PARC BL-16 has been successfully manufactured• Development of agarose gel micro capsule technology
for single-cell genome analysis

34

A d v a n c e d P h o t o n i c s Te c h n o l o g y D e v e l o p m e n t G r o u p

Ultrahigh Precision Technology Team
先端光学素子開発チームでは、光学素子等の超精密加工、光学設計、超精密計測技術に関する研究開発を推進しています。
金属基材を用いた中性子集光ミラー開発において、J-PARC BL-16（SOFIA）における多入射角
反射率計に対応可能な高精度なミラーの試作に成功しました。このミラーは特殊な低熱膨張アルミ
ニウム合金を用いて製作されており、温度変化による変形による焦点位置の移動がほとんど無いという優れた性能を持つことが確認されています。
また、集光特性の向上につながるスロープエラーの低減についても研究開発が進捗しています。
また、理研BRC,東京工業大学との共同研究により、実験室で一般的に使われる安価な器材をもちいて製作可能なアガロースから構成されうる数十μｍ程度のカプセルに菌体を包埋し、この中でゲノム増幅を行うことで、増幅バイアスおよびコンタミ
ネーションの少ない１細胞ゲノム解析を行う技術の開発に成功しました。

At Ultrahigh Precision Optics Technology Team,
we conduct ultrahigh precision machining,
metrology and design of optical components andsystems.
A new metallic-substrate neutron focusing
mirror has been manufactured for J-PARC BL16(SOFIA) multi-incident-angle reflectometry.
This mirror is made of special aluminum alloy
having low CTE and its focal point variation due
to temperature change is very small. Also
precision improvement of those mirrors to
reduce slope errors are in progress.
In collaboration with RIKEN-BRC and Tokyo
Institute of Technology, a new technology toanalyze single-cell genomics has been developed
using several tens of micrometer agarosehydrogel capsule. This technology reduces thecontamination and genome amplification bias byconducting amplification in very small volume.

J-PARC BL-16 多入射反射率計のためのガイド管（右上）および
低熱膨張アルミ合金を用いた中性子集光ミラー（左上）および
温度変化による通常のアルミ合金（左下）および低熱膨張アルミ合金（右下）の変形
Neutron focusing mirror (Left Top) and guide tube (Right Top)for J-PARC BL-16(SOFIA) Multi-incident-angle system andthermal deformation of ordinary aluminum alloy mirror (Left
Bottom) and Low CTE aluminum(Right Bottom)

アガロースゲルマイクロカプセルの製造方法およびこれを用いた１菌体ゲノム解析
Manufacturing of agarose gel microcapsule andits application to single-cell genome analysis

35

光量子技術基盤開発領域

中性子ビーム技術開発チーム
研究テーマ
 いつでもどこでも利用できる安全な理研小型中性子源システム4種のRANS高度化開発
 橋梁塩害事故を防ぐ！超小型中性子塩分計 RANS-μ実用化開発
 ものづくり現場導入可能な普及型小型中性子源システムの実現
 中性子線による非破壊観察、可視化・非破壊定量評価
チームリーダー / Team Leader

大竹 淑恵

理学博士

Yoshie Otake, D. Sci.

 月・火星の水探査、元素分析を目指した中性子システム開発

Research Subjects
 Research and development of compact neutron system for practicaluse at anytime, anywhere Ultra compact neutron salt-meter, RANS-μ, against salt-damage
 Realization of the on-site use compact neutron system Non- destructive test technology with quantitative analysis
 R&D for the water exploration and elemental analysis on the Moon
and Mars

FY2022 Core Members(副チームリーダー) 竹谷 篤
(上級研究員) 高村 正人(専任研究員) 小林 知洋(研究員) 水田 真紀、高梨 宇宙、若林
泰生、藤田 訓裕、岩本 ちひろ(特別研究員) 池田 翔太, Yan Mingfei(テクニカルスタッフ) 後藤 誠、(アシスタント) 岸野 みゆき(RAP特別顧問) 池田 裕二郎(パートタイマー)橋口孝夫、大橋勝美、
山本哲(Deputy Team Leader)
Atsushi Taketani(Senior Research Scientist)
Masato Takamura,
Tomohiro Kobayashi(Research Scientist) Maki Mizuta,
Takaoki Takanashi,
Yasuo Wakabayashi, Kunihiro Fujita,
Chihiro Iwamoto(Postdoctoral Researcher)
Shota Ikeda, Mingfei Yan(Technical Staff) Makoto Goto,(Assistant) Miyuki Kishino(RAP Senior Advisor) Yujiro Ikeda(Part-timer)Takao Hashiguchi,
Katsumi Ohashi, Satoshi Yamamoto

36

研究成果／Research Output
超小型中性子塩分計RANS-μ実用化！
実橋梁での計測成功－橋梁の落橋事
故を未然に防ぐ、塩害の予防保全へ
むけて－• 橋梁点検車のバケットに搭載可能• 超小型の中性子塩分計RANS-μ• ラジオアイソトープ252Cf中性子線源を利用• 遮蔽材に中性子反射材の遮蔽作用により小型化軽量化を実現• 橋梁現場で非破壊計測実施破壊検査結果と一致！

Ultra-compact Neutron Salt meter: RANS-μ on-site!
M e a s u r e m e n t o n a n a c t u a l b r i d g e - To w a r dpreventive maintenance of concrete salt damage• Ultra-compact RANS-μ neutron salt meter can bemounted on the bucket of a bridge inspection vehicle• Utilizes radioisotope 252Cf neutron source• Shielding action of neutron reflective material on
shielding material to reduce size and weight• Non-destructive measurement at a bridge site,
consistent with destructive testing results!

A d v a n c e d P h o t o n i c s Te c h n o l o g y D e v e l o p m e n t G r o u p

Neutron Beam Technology TeamD e v e l o p men t o f N e u t r o n S a l t m e t e r R A N S - μ:Successful measurement of salt content on an actual
bridge. RANS-μ neutron salt meter is ultra-compact,
weighing only 70 kg, and can be mounted on the bucketof a bridge inspection vehicle (see Fig. 1). In December
2022, it succeeded in the nondestructive measurement ofsalt density on a bridge in Iwate Prefecture under snowy
conditions (as shown in Fig.2). In FY2023, this will be
included in the Ministry of Land, Infrastructure, Transport,
and Tourism's Catalogue of Measurement Technology
Support Performance. From now on, this world's first nondestructive measurement of the neutron salt meter RANSμ will be available at the bridge and highway sites
nationwide.

中性子塩分計 RANS-μ開発：実橋梁での塩分計測成功。
中性子塩分計RANS-μは、橋梁点検車のバケット（Bucket）に搭載可能な、重さ約70kgという超小型を実現しました（Fig1参照）。非破壊で橋梁内部の塩分濃度分布を計測することができます。2022年12月には岩手県の橋梁で雪の降る中、塩分の非破壊計測に成功しました(Fig2.参照)。2023年度には、国交省の計測技術支援性能カタログに掲載され、いよいよ世界初の塩分濃度の非破壊計測が全国の橋梁や高速道路の現場で利用可能となります。

図1 RANS-μ

中性子塩分計 ①中性子源と高S/N

図2 実橋梁でのRANS-μ計測の様子。左上：橋梁上から見た橋梁点検

γ線線検出システム ②結果表示部と制御システム

車

Fig.1 RANS-μ

Fig.2: RANS-μ measurement on a real bridge. Top left: Bridge

Neutron Salt Meter

右：橋梁点検車バケット様子①Cf neutron source, High S/N γ-ray detection

inspection vehicle seen from the bridge top Right: Salt-density

system ② Display and control systemmeasurement by RANS-μ installed in the bucket

R A N S : 高 度 化 : 応 力 計 測 可能 に
非結合型コリメータシステムと遅延中性子成分を逆畳み込みする新たな解析法により、強度を損なうことなく中性子回折の高分解能化を可能としました(図3参照)。これにより130MPaの応力計測が可能となります。ニーズの高い現場での非破壊応
力計測に応える技術です。

R A N S : U p - g r a d e D e v e l o p men t : S t r e s s M e a s u r e m e n t
A non-coupled collimator system and a new analysis method
for the de-convolution of delayed neutron components havemade it possible to increase the resolution of neutron
diffraction without loss of intensity (see Figure 3). This has
made stress measurements of 130 MPa possible.

図3 RANSでの回折パターン比較 コリメータ 非結合型、無し、結合型
Fig.3 Diffraction pattern with, without collimator, and with decoupled collimator37

光量子技術基盤開発領域

技術基盤支援チーム
研究テーマ
 研究機器・装置の開発、設計・製作、改造
 共同利用施設の運用とプロジェクトに対する機器開発支援
 3Dプリンターや超精密加工による研究開発支援の高度化

チームリーダー / Team Leader

Research Subjects

山形 豊

 Design, manufacturing, modification and development of

博士(工学)

Yutaka Yamagata, D. Eng.

experimental apparatuses
 Facility management of the machine shop and technical assistancefor project Advanced manufacturing development and support such as 3D
printer or ultraprecision machining

FY2022 Core Members(副チームリーダー) 山澤 建二(先任研究員) 池田 滋、滝澤慶之(専門技術員）藤本 武(テクニカルスタッフ) 竹田 真宏、
綿貫正大(アシスタント) 伊藤 純子(Deputy Team Leader)
Kenji Yamazawa(Senior Research Scientist)
Shigeru Ikeda, Yoshiyuki Takizawa(Expert Technician) Takeshi Fujimoto(Technical Staff) Masahiro Takeda,
Masaharu Watanuki(Assistant) Junko Ito

38

研究成果／Research Output
研究者の依頼に基づく研究機器開発支援と先端的加工技術開発を実施• 研究者の依頼に基づく研究機器の設計、部品の機械加工、組み立て、電子回路設計製作、ガラス加工等を実施• 2022 年度は、理研全体から591件の工作依頼を実施• ３D プリンターや超精密加工による光学素子の開発などの新しい技術開発を推進

Experimental apparatus manufacturing b y therequests
from RIKEN researchers and advanced technologicaldevelopments such a s 3D p r i n t e r a n d u l t r a p r ec i sio nmachining• Experimental apparatus design, parts machining
and assembly, electronics design andmanufacturing and glassware machining was
conducted upon request from RIKEN researchers• 591 manufacturing request was processed in
FY2022 from all RIKEN sectors• Advanced technological developments such as 3D
printer and ultraprecision machining was
conducted

A d v a n c e d P h o t o n i c s Te c h n o l o g y D e v e l o p m e n t G r o u p

Advanced Manufact uring Support Team
技術基盤支援チームでは、研究者の依頼に基づき、研究に必要な実験装置等の設計・部品の機械
加工、組み立て、電気・電子回路の設計・製作、ガラス加工などを通じて研究機器の構築を支援す
ることを目的としています。こうした工作支援の範囲は、顕微鏡のステージの改造などから、部品製作、新規の検出装置の開発、生物実験用機器の製作など多岐にわたっています。2022 年度は、591件の研究工作依頼がありました。2015 年度から、受益者負担金の単価を改訂し、様々な外部資金も利用できるようにするなど、利用者の利便を図りサービスの向上に努めています。工作場には、NC マシニングセンター、放電加工装置、レーザー切断機、手動旋盤・フライス盤などの装置を有しています。また、研究本館地下と基盤技術棟に研究者自身が作業可能なマシンショップを運営しており、こうした作業のための工作機械の取り扱い安全講習も実施しています。機械加工以外にも溶接やガラス加工も行っています。超精密加工のように研究者と密接に協力したサンプル加工も実施しています。

At Advanced Manufacturing Support Team,
manufacturing support for the construction ofexperimental apparatus is performed throughmechanical design and machining,
electric/electronics and glassware fabrication etc.
Those apparatus manufacturing support include
modification of microscope stages, parts
machining, construction of detector systems, anddevices for biological experiments.
There have been manufacturing request
accepted 591 for FY2022.
User fee was updated from FY2015 and several
external fund can be accepted. Various
machining systems are used in the factory such as
NC machine tool, Electro-discharge machining
system, laser cutter, and manually operated
milling and lathing machine and so on. Do-ityourself machine shops are maintained at mainbuilding and Instrumentation center andnecessary safety training is given by the staff.
Also, a close collaboration with RIKEN researchers
has been conducted such as ultrahigh precision
machining.

研究工作製作品の例
Examples of Manufactured Apparatuses

研究セクターごとの研究工作依頼の状況

工作件数
591
Total Manufacturing Requests

Numbers of Manufacturing Requests for eachresearch sectors of RIKEN

39

Publications

業績リスト
アト秒科学研究チーム／ Attosecond Science Research Team
（１）原著論文 (accept) を含む ／ Original Papers
1.

Xu, L., Xue, B., Ishii, N., Itatani, J., Midorikawa, K., and Takahashi, E.J., “100-mJ class, sub-two-cycle, carrier-envelope phase-stable dual-

2.

Matsubara, T., Nabekawa, Y., Ishikawa, K. L., Yamanouchi, K., and Midorikawa, K., “Attosecond optical and Ramsey-type3.

Ishikawa, T., Isobe, K., Inazawa, K., Michikawa, T., Namiki, K., Miyawaki A., Kannari, F., and Midorikawa, K., “Fringe- and speckle-free4.

Ito, K. N., Isobe, K., and Osakada, F., “Fast z-focus controlling and multiplexing strategies for multiplane two-photon imaging of

5.

Tamura, Y., Yamazaki, K., Ueda, K., and Hatada, K., “A multiple scattering theoretical approach to time delay in high energy core-level

6.

Kastirke, G., Ota, F., Rezvan, D. V., Schöffler, M. S., Weller, M., Rist, J., Boll, R., Anders, N., Baumann, T. M., Eckart, S., Erk, B., De Fanis, A.,

chirped optical parametric amplification”, Opt Lett 47, 3371-3374 (2022).
interferometry by post-generation splitting of harmonic pulse”, Ultrafast Science 2022, article ID 9858739 (2022).
holographic patterned illumination using time-multiplexed temporal focusing”, Appl. Phys. Express 15, 042005 (2022).
neural dynamics”, Neurosci. Res. 179, 15 (2022).
photoemission of heteronuclear diatomic molecules”, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 55, 10LT01 (2022).
Fehre, K., Gatton, A., Grundmann, S., Grychtol, P., Hartung, A., Hofmann, M., Ilchen, M., Janke, C., Kircher, M., Kunitski, M., Li, X., Mazza,T., Melzer, N., Montano, J., Music, V., Nalin, G., Ovcharenko, Y., Pier, A., Rennhack, N., Rivas, D. E., Dörner, R., Rolles, D., Rudenko, A.,
Schmidt, P., Siebert, J., Strenger, N., Trabert, D., Vela-Perez, I., Wagner, R., Weber, T., Williams, J. B., Ziolkowski, P., Schmidt, L. Ph. H.,
Czasch, A., Tamura, Y., Hara, N., Yamazaki, K., Hatada, K., Trinter, F., Meyer, M., Ueda, K., Demekhin, Ph. V., and Jahnke, T., “Investigating
charge-up and fragmentation dynamics of oxygen molecules after interaction with strong X-ray free-electron laser pulses”, Phys.
Chem. Chem. Phys. 24, 27121-27127 (2022).

（２）著書・解説など ／ Book Editions, Review Papers
1.

緑川克美 , “ 超短パルス ”, 光と物質の量子相互作用ハンドブック , （株）エヌ・ティー・エス (2023).

2.

山崎馨 , “ 芳香族分子におけるＸ線誘起無輻射失活過程の動力学 ”, 分子シミュレーション学会誌「アンサンブル」, 25, 1, 28-33 (2023).

3.

沖野友哉 ,「強光子場分子科学」（山内 薫 編著 , 分担執筆）, 第 6 章「原子のイオン化と再衝突およびアト秒パルス発生」, 262-346,
朝倉書店 (2022).

4.

道川貴章 , 宮脇敦史 , “ マウス小脳皮質の大規模イメージングで明らかとなった複雑スパイクによる感覚情報表現の仕組み ”, Clinical
Neuroscience Vol. 40 No. 6 (2022).

（３）招待講演 ／ Invited Talks
1.

Midorikawa, K., “The third-generation table-top attosecond light sources”, Ultrafast Optics XIII, Bariloche, Argentina, March (2023).

2.

Okino, T., “Development of multifragment 3D ion momentum imaging methods for investigating ultrafast dynamics of polyatomic
molecules”, 19th International Symposium on Ultrafast Intense Laser Science (ISUILS2022), Honolulu, USA, December (2022).

3.

Okino, T., “Multiscale Ion Momentum Imaging: Investigating Ultrafast Dynamics of Polyatomic Molecules”, 12th Asian Symposiumon Intense Laser Science (ASILS12), NTU, Singapore, December (2022).

4.

Lin, Y., Nabekawa, Y., and Midorikawa, K., “Development of a sub-cycle short-wave infrared laser and its application”, 12th Asian

5.

Xu, L., Takahashi, E.J., “Over 60-mJ, Mid-IR Single-Cycle Pulses based on the Advanced DC-OPA”, 12th Asian Symposium on Intense

Symposium on Intense Laser Science (ASILS12), Singapore, December (2022).
Laser Science (ASILS12), Singapore, December (2022).
6.

Nabekawa, Y., “Attosecond Control of Simple Molecules and Atoms Using XUV High-harmonic Pulse Pairs”, ANSO Symposium on

7.

Midorikawa, K., “Increase in photon flux of isolated attosecond pulses”, 8th Int. Conf. on Attosecond Sci. & Tech. Orland FL, USA, July

8.

Lin, Y., Nabekawa, and Y., Midorikawa, K., “Optical Parametric Amplification of sub-Cycle Shortwave Infrared Pulses”, Conference on

Basic Science for Sustainable Development, Xi'an (+Online), China, September 9–9 (2022).
(2022).
Lasers and Electro-Optics (CLEO) 2022, San Jose & Online (Hybrid), USA, May (2022).
9.

Isobe K., “Adaptive optics for temporal focusing and two-photon patterned illumination”, International Symposium on
Comprehensive understanding of scattering and fluctuated fields and science of clairvoyance, Yokohama, April (2022).

10. Midorikawa, K., “Recent progress of isolated attosecond pules”, 1st Int. Conf. on Ultrafast X2021, online, April (2022).

40

11. 山崎馨 “X 線光化学反応の X 線過渡吸収分光理論 ”, 第６回 RIKEN RAP-QST KPSI 合同セミナー , QST 関西光科学研究所 , 京都，2 月 8
日 , (2023).
12. 磯部圭佑，道川貴章 , “ 多細胞イメージング・操作のための光技術開発とその展望 ” 光量子工学センター臨時セミナー , 和光 , 2 月 7
日 , (2023).
13. 山崎馨 “X 線光化学反応追跡のための X 線過渡吸収分光法 ”, Q-LEAP 第 21 回アト秒懇談会，東京 , 9 月 28 日 , (2022).

（４）会議、シンポジウム、セミナー主催 ／ Meeting, Symposiums and Seminars
1.

Extreme Photonics Seminar, “Attosecond coincidence spectroscopy on molecular, cluster and liquids “, Prof. Hans Jakob Wörner,
Wako, November 25 (2022).

（５）特許出願 ／ Patent Applications
1.

藤原孝成 , 緑川克美 , “ 液体薄膜フラットジェット・モジュールと真空中における回収・再循環機構 ”, 2023 年 3 月 .

（６）特筆すべき事項・トピックス（雑誌表紙などの掲載記事）／ Topics
1.

Lin. Y., “JSAP Diversity & Inclusion Awards”, March 2023.

2.

Lin. Y., “The 15th Osaka University Kondo Prize”, July 2022.

超高速分子計測研究チーム ／ Ultrafast Spectroscopy Research Team
（１）原著論文 (accept) を含む ／ Original Papers
1.

Iwamura, M., Urayama, R., Nozaki, K., Liu, L., Kuramochi, H., Takeuchi, S., Tahara, T., “Spectroscopic mapping of the gold complex
oligomers (dimer, trimer, tetramer, and pentamer) by excited-state coherent nuclear wavepacket motion in aqueous solution”, Phys.
Chem. Chem. Phys. 25, 966-974 (2022).

2.

Ahmed, M., Nihonyanagi, S., Tahara, T., “Ultrafast vibrational dynamics of the free OD at the air/water interface: Negligible isotopic

3.

Hanaoka, K., Iwaki, S., Yagi, K., Myochin, T., Ikeno, T., Ohno, H., Sasaki, E., Komatsu, T., Ueno, T., Uchigashima, M., Mikuni, T., Tainaka, K.,

dilution effect but large isotope substitution effect”, J. Chem. Phys. 156, 224701/1-9 (2022).
Tahara, S., Takeuchi, S., Tahara, T., Uchiyama, M., Nagano, T., Urano, Y., “A general design strategy to precisely control the emission offluorophores via a twisted intramolecular charge transfer (TICT) process”, J. Am. Chem. Soc. 144, 19778-19790 (2022).
4.

Ishiyama, T., Tahara, T., Morita, A., “Why the photochemical reaction of phenol becomes ultrafast at the air-water interface: The effectof surface hydration”, J. Am. Chem. Soc. 144, 6321-6325 (2022).

5.

Matsuzaki, K., Tahara, T., “Superresolution concentration measurement realized by sub-shot noise absorption spectroscopy”, Nat.
Commun. 13, 953/1-8 (2022).

（２）著書・解説など ／ Book Editions, Review Papers
1.

倉持光 , 田原太平 , “ フェムト秒時間分解時間領域ラマン分光で観る光化学反応の超高速構造ダイナミクス ”, 光化学 , 53 (3), 132-139(2022).

2.

倉持光 , 竹内佐年 , 岩村宗高 , 田原太平 , “ フェムト秒時間分解インパルシブ誘導ラマン分光による光誘起結合生成ダイナミクスの実
時間構造追跡 ”, 光学 , 51 (1), 8-14 (2022).

（３）招待講演 ／ Invited Talks
1.

松崎維信 , “ 量子もつれ光を用いた超高感度吸収分光法の実現とその応用 ”, 第 70 回応用物理学会春季学術講演会 , 東京（ハイブリッド）, 3 月 15 日 -18 日 , (2023).

2.

Tahara, T., “Ultrafast dynamics at the water interfaces revealed by time-resolved phase-sensitive nonlinear spectroscopy”, Seminar,
The Hebrew University of Jerusalem, Israel, February (2023).

3.

松崎維信 , “ 量子もつれ光を用いたショット・ノイズ限界を超える超高感度吸収分光測定 ”, レーザー学会学術講演会第 43 回年次大会 , 名古屋 , 1 月 19 日 , (2023).

4.

Tahara, T., “Structure and ultrafast dynamics at the water interface revealed by phase-sensitive nonlinear spectroscopy”, Guest
Seminar, Weizmann Institute of Science, Israel, January (2023).

41

5.

Mohammed, A., Nihonyanagi, S., Tahara, T., “Mechanism of vibrational relaxation of free OH/OD at the water surface by TR-HD-VSFG

6.

松﨑維信 , “ 量子もつれ光を光源とするサブ・ショット・ノイズ吸収分光法 ”, 理研・開拓研究本部ワークショップ , 箱根町 , 11 月 14

7.

松﨑維信 , “ 量子もつれ光を光源とする超高感度吸収分光装置の開発 “, 九州大学加納研究室セミナー（オンライン）, 福岡市 , 11 月

8.

Nihonyanagi, S., “Studies of buried material interfaces using heterodyne-detected vibrational sum frequency generation

9.

Tahara, T., “Ultrafast dynamics at the water interfaces revealed by femtosecond phase-sensitive nonlinear vibrational spectroscopy”,

spectroscopy”, Saitama SFG Colloquium II, さいたま市 , 11 月 22 日 , (2022).
日 , (2022).
11 日 , (2022).
spectroscopy”, 2022 RIKEN-NCHU Joint Symposium, Online, August (2022).
27th International Conference on Raman Spectroscopy (XXVII ICORS), USA, August (2022) (Keynote).
10. Matsuzaki, K., “Ultrasensitive absorption spectroscopy realized by entangled photon pairs”, The 13th International Conference on
Information Optics and Photonics (CIOP 2022), China, Webinar, August (2022).
11. Tahara, T., “Ultrafast Dynamics at Aqueous Interface Revealed by Heterodyne-Detected Vibrational Sum-Frequency Generation
Spectroscopy”, Gordon Research Conference on Water and Aqueous Solutions, USA, July (2022).
12. Tahara, T., “Vibrational relaxation of OH stretch at the air/water interface”, CMDS2022, USA, June (2022).
13. Nihonyanagi, S., “Structure and dynamics of water at interfaces”, Annual Summer School Solvation Science, Germany, June (2022).
14. Tahara, T., “Ultrafast chemical dynamics at the water surface revealed by femtosecond time-resolved phase-sensitive nonlinear
spectroscopy”, Symposium “Multiscale Chemistry and Dynamics at Surfaces and Interfaces”, Spring 2022 American Chemical Society(ACS) meeting, USA, March, (2022).
15. Tahara, T., “A chemical reaction becomes ultrafast at the water surface”, The 16th biennial DAE – BRNS Trombay Symposium on
Radiation & Photochemistry (TSRP-2022), India, Webinar, January, (2022).

（４）会議、シンポジウム、セミナー主催 ／ Meeting, Symposiums and Seminars
1.

Seminar, “Time-resolved spectroscopy techniques and applications to the field of life science”, 和光 , 1 月 13 日 (2023).

2.

Seminar, “Surface SFG spectroscopy of water”, 和光 , 5 月 24 日 (2022).

3.

Seminar, “Semiconductor Photocatalysts for Artificial Photosynthesis: Operando Characterization under Water”, 和 光 , 4 月 28 日
(2022).

4.

Seminar, “Developments of density functional theory and integral equation theory for solvation and phase equilibrium”, 和光 , 4 月
25 日 (2022).

5.

Seminar, “Development of a highly stable Fourier transform limited picosecond time-resolved Raman spectrometer: vibrational
dynamics of transient molecules near metal nanoparticles”, 和光 , 4 月 22 日 (2022).

（５）特筆すべき事項・トピックス（雑誌表紙などの掲載記事）／ Topics
1.

J. Am. Chem. Soc. Vol. 144, No. 14, 2022 年 4 月 4 日発行 Supplementary Cover

2.

J. Chem. Phys. Vol. 156, No. 22, 2022 年 6 月 8 日発行

Front Cover, Editor’s pick

3.  Phys. Chem. Chem. Phys. Vol. 25, 2022 年 11 月 30 日発行 Inside Back Cover, Hot Paper

時空間エンジニアリング研究チーム ／ Space-Time Engineering Research Team

（１）原著論文 (accept) を含む ／ Original Papers
1.

Takamoto M., Tanaka Y., and Katori H., “A perspective on the future of transportable optical lattice clocks”, Appl. Phys. Lett. 120,
140502 (2022).

（２）著書・解説など ／ Book Editions, Review Papers

42

1.

香取秀俊 , “ 新しい時計が未来の物理と社会を変える ”, 東京書籍「教えて！最先端の研究」, 2022 年春号 , (2022).

2.

香取秀俊 , “ 原子を制御するトランジスタ技術 ”, トランジスタ技術 2023 年 1 月号 (700 号記念号 ), 発行 12 月 10 日 , (2022).

3.

香取秀俊 , 高本将男 , “ 量子計測 ”, 光と物質の量子相互作用ハンドブック ( 第５編

応用 - 第４章 ), 発行 3 月 , P.761-772 (2023).

（３）招待講演 ／ Invited Talks
1.

香取秀俊 , “ 光格⼦時計～共創により変える未来～ ”, Shimadzu みらい共創ラボ開所式講演 , 奈良 (Video 録画講演 ), 5 月 26 日 , (2022).

2.

Katori H., “Making optical lattice clocks compact and useful for real-world applications”, APS DAMOP 2022 Meeting A01

3.

香取秀俊 , “ 光格子時計による超高精度時間計測と応用 ”, 原子力システム研究懇話会 総会特別講演 , 東京 , 6 月 21 日 , (2022).

4.

Katori H., “(Plenary) Making optical lattice clocks compact and useful for real-world applications”, The 27th International Conference

Breakthrough Prize in Fundamental Physics, Florida, May (2022).

on Atomic Physics (ICAP2022), Canada, July (2022).
5.

Katori H., “(Plenary) Making optical lattice clocks compact and useful for real-world applications”, The 22nd international vacuum
congress IVC-22, Sapporo, September (2022).

6.

Katori H., “Making optical lattice clocks compact and useful for real-world applications”, Quantum sensors and tests of new physics(QSNP), Canada, October (2022).

7.

Takamoto M., “Test of gravitational redshift with optical lattice clocks and their applications”, ACES Workshop 2022, France, October(2022).

8.

香取秀俊 , “ 光格子時計～新しい時間をつくる～ ”, 三井住友 PreEMP, 東京 , 10 月 27 日 , (2022).

9.

香取秀俊 , “ 好奇心が駆動するサイエンスを未来の技術につなぐ ”, 本田賞受賞講演 , 東京 , 11 月 17 日 , (2022).

10. 香取秀俊 , “ 光格子時計～新しい時間をつくる～ ”, 市民大学 東京大学 EMP 特別講座 , 茨城 , 1 月 17 日 , (2023).

（４）会議、シンポジウム、セミナー主催 ／ Meeting, Symposiums and Seminars
1.

第 4 回未来社会プロジェクトメンバーワークショップ , 和光 , 12 月 13 日 (2022).

（５）特許出願 ／ Patent Applications
1.

香取秀俊 , 高本将男 , 辻成悟 , “ 原子ビーム生成装置、物理パッケージ、光格子時計用物理パッケージ、原子時計用物理パッケージ、
原子干渉計用物理パッケージ、量子情報処理デバイス用物理パッケージ、及び、物理パッケージシステム ” 特願 2022-078839, 2022
年 5 月 12 日 .

2.

香取秀俊 , 高本将男 , 辻成悟 , “ 磁気光学トラップ装置、物理パッケージ、光格子時計用物理パッケージ、原子時計用物理パッケージ、
原子干渉計用物理パッケージ、量子情報処理デバイス用物理パッケージ、及び、物理パッケージシステム ” 特願 2022-096079, 2022
年 6 月 14 日 .

3.

香取秀俊 , 高本将男 , 辻成悟 , “ 冷却原子生成装置、冷却原子生成方法、物理パッケージ、光格子時計用物理パッケージ、原子時計用
物理パッケージ、原子干渉計用物理パッケージ、量子情報処理デバイス用物理パッケージ、及び、物理パッケージシステム ” 特願2022-114807, 2022 年 7 月 19 日 .

4.

香取秀俊 , 高本将男 , 辻成悟 , “ 磁気光学トラップ装置、物理パッケージ、光格子時計用物理パッケージ、原子時計用物理パッケージ、
原子干渉計用物理パッケージ、量子情報処理デバイス用物理パッケージ、及び、物理パッケージシステム ” JP2023/000305(PCT),
2023 年 1 月 10 日 .

（６）特筆すべき事項・トピックス（雑誌表紙などの掲載記事）／ Topics
1.

香取秀俊チームリーダーが本田賞を受賞 ( 本田財団 ), “300 億年に 1 秒しか狂わない光格子時計を発明 ”, 2022 年 9 月 30 日 .

量子オプトエレクトロニクス研究チーム ／ Quantum Optoelectronics Research Team
（１）原著論文 (accept) を含む ／ Original Papers
1.

E. R., Ahmed, Kozawa, D., Kameda, T., Kato, Y. K., Ito, Y., Kawamoto, M., “Diameter-selective sorting of single-walled carbon nanotubes

2.

Kozawa, D., Li, S. X., Ichihara, T., Rajan, A. G., He, G., Koman, V. B., Zeng, Y., Kuehne, M., Silmore, K. S., Parviz, D., Liu, P., Liu, A. T.,

using π -molecular tweezers for energy materials”, ACS Appl. Nano Mater. 6, 1919-1926 (2023).
Faucher, S., Yuan, Z., Warner, J., Blankschtein, D., Strano, M. S., “Discretized Hexagonal Boron Nitride Quantum Emitters and their
Chemical Interconversion”, Nanotechnology 34, 115702 (2023).
3.

Fujii, S., Wada, K., Sugano, R., Kumazaki, H., Kogure, S., Kato, Y. K., Tanabe, T., “Versatile tuning of Kerr soliton microcombs in
crystalline microresonators”, Commun. Phys. 6, 1-8 (2023).

43

4.

Yu, B., Naka, S., Aoki, H., Kato, K., Yamashita, D., Fujii, S., Kato, Y. K., Fujigaya, T., Shiraki, T., “ortho-substituted aryldiazonium design forthe defect configuration-controlled photoluminescent functionalization of chiral single-walled carbon nanotubes”, ACS Nano 16,
21452-21461 (2022).

5.

Fang, N., Yamashita, D., Fujii, S., Otsuka, K., Taniguchi, T., Watanabe, K., Nagashio, K., Kato, Y. K., “Quantization of mode shifts in
nanocavities integrated with atomically thin sheets”, Adv. Opt. Mater. 10, 2200538 (2022).

6.

Zhang, R., Feng, Y., Li, H., Kumamoto, A., Wang, S., Zheng, Y., Dai, W., Fang, N., Liu, M., Tanaka, T., Kato, Y. K., Kataura, H., Ikuhara,Y., Maruyama, S., Xiang, R., “Fabricating one-dimensional van der Waals heterostructures on chirality-sorted single-walled carbon
nanotubes”, Carbon 199, 407-414 (2022).

7.

Kozawa, D., Wu, X., Ishii, A., Fortner, J., Otsuka, K., Xiang, R., Inoue, T., Maruyama, S., Wang, Y-H., Kato, Y. K., “Formation of organic

8.

Otsuka, K., Ishimaru, R., Kobayashi, A., Inoue, T., Xiang, R., Chiashi, S., Kato, Y. K., Maruyama, S., “Universal Map of Gas-Dependent

9.

Machiya, H., Yamashita, D., Ishii, A., Kato, Y. K., “Evidence for near-unity radiative quantum efficiency of bright excitons in carbon

color centers in air-suspended carbon nanotubes using vapor-phase reaction”, Nature Commun. 13, 2814 (2022).
Kinetic Selectivity in Carbon Nanotube Growth”, ACS Nano 16, 5627-5635 (2022).
nanotubes from the Purcell effect”, Phys. Rev. Research 4, L022011 (2022).

（２）著書・解説など ／ Book Editions, Review Papers
1.

Otsuka, K., Kato, Y. K., “Deterministic manipulation of carbon nanotubes for optical devices”, JSAP Review 2023, 230406 (2023).

2.

大塚慶吾 , 加藤雄一郎 , “ カーボンナノチューブの自在配置と光デバイス ”, 応用物理 91, 736 (2022)3.

小澤大知 , 加藤雄一郎 , ” 架橋カーボンナノチューブに量子欠陥を導入 ”, 化学と工業 75, 744 (2022).

4.

木暮蒼真 , 藤井瞬 , 田邉孝純 , “ 超並列光通信のための集積光周波数コム光源 ”, レーザー学会誌

レーザー研究 50, 248–253 (2022).

（３）招待講演 ／ Invited Talks1.

小澤大知 , “ 低次元ナノ物質の励起子光物性研究 ”, 日本物理学会 2023 年春季大会（物性）若手奨励賞受賞記念講演 , Online, 3 月 25

2.

Kozawa, D., Wu, X., Ishii, A., Fortner, J., Otsuka, K., Xiang, R., Inoue, T., Maruyama, S., Wang, Y. H., Kato, Y K., “Formation of Organic

日 , (2023).
Color Centers in Air-Suspended Carbon Nanotubes Using Vapor-Phase Reaction”, JSAP-Optica Joint Symposia, the 83rd JSAP
Autumn Meeting 2022, Miyagi, Japan, September 21 (2022).
3.

Kato, Y. K., “Excitons in carbon nanotubes meet layered materials: Mixed-dimensional heterostructures for nanoscale photonics”, 8thWorkshop on Nanotube Optics and Nanospectroscopy (WONTON2022), Madison, Wisconsin, USA, July 27 (2022).

4.

Kato, Y. K., “Exciton physics and cavity quantum electrodynamics in air-suspended carbon nanotubes”, The 22nd International
Conference on the Science and Applications of Nanotubes and Low-Dimensional Materials (NT22), Suwon, Korea, June 23 (2022).

5.

Otsuka, K., Inoue, T., Xiang, R., Chiashi, S., Kato, Y. K., Maruyama, S., “Kinetic Selectivity of Chemical Vapor Deposition Growth ofCarbon Nanotubes”, 241st Electrochemical Society Meeting, Vancouver, Canada, June 2 (2022).

6.

Otsuka, K., Fang, N., Yamashita, D., Taniguchi, T., Watanabe, K., Kato, Y. K., “Deterministic Transfer of Optical-Quality Carbon
Nanotubes for Atomically Defined Technology”, 241st Electrochemical Society Meeting, Vancouver, Canada, June 2 (2022).

7.

Li, Z., Otsuka, K., Yamashita, D., Kozawa, D., Kato, Y. K., “Quantum Emission Assisted By Energy Landscape Modification in PentaceneDecorated Carbon Nanotubes”, 241st Electrochemical Society Meeting, Vancouver, Canada, May 31 (2022).

8.

Fujii, S., “Systematic microresonator dispersion engineering for frequency comb generation”, The 11th Advanced Lasers and Photon
Sources (ALPS2022), Yokohama, Kanagawa, Japan, April 18, (2022).

（４）会議、シンポジウム、セミナー主催 ／ Meeting, Symposiums and Seminars
1.

セミナー , 小松夏実 , Postdoctoral Scholar, Quantum Biology Tech (QuBiT) Lab., University of California, Los Angeles, “Macroscopicallyaligned carbon nanotubes: preparation and their optical, electronic and thermoelectric properties”, 和光 , 2 月 27 日 (2023).

2.

セミナー , 今村陸 , 慶應義塾大学理工学部電気情報工学科田邉フォトニック構造研究室博士課程 , “Design and fabrication towardpassively mode-locked microlaser”, 和光 , 2 月 21 日 (2023).

3.

セミナー , Zhiwei Dai, 東京大学生産技術研究所岩本研究室博士課程 , “Towards the generation of optical skyrmions on nanophotonic
devices”, 和光 , 2 月 14 日 (2023).

4.

セミナー , Mengyue Wang, 大阪大学大学院工学研究科物理学系専攻小林研究室博士課程 , “Investigation on high-temperature
growth of single-walled carbon nanotubes from solid carbon nanoparticle seeds”, 和光 , 2 月 6 日 (2023).

44

（５）特筆すべき事項・トピックス（雑誌表紙などの掲載記事）／ Topics
1.

アドコム・メディア , “ 超小型「光周波数のものさし」の精密制御を実証 ”, 2023 年 1 月 19 日 .

2.

Tii 技術情報 , “ 超小型「光周波数のものさし」の精密制御を実証～精密分光や低雑音マイクロ波発生源への応用へ向けて～ ”, 2023

3.

BtoB プラットフォーム 業界 Ch, “ 超小型「光周波数のものさし」の精密制御を実証 ”, 2023 年 1 月 11 日 .

4.

日本の研究 .com, “ 超小型「光周波数のものさし」の精密制御を実証－精密分光や低雑音マイクロ波発生源への応用へ向けて－ ”,

年 1 月 11 日 .

2023 年 1 月 11 日 .
5.

NIKKEI Tech Foresight, “ 九大など、カーボンナノチューブ高機能化

6.

日経 XTECH, “ 九州大学などカーボンナノチューブ近赤外発光を長波長化、1000nm 以上実現 ”, 2022 年 12 月 15 日 .

量子通信に ”, 2022 年 12 月 15 日 .

7.

TECH ＋ , “ 修飾カーボンナノチューブが切り開く欠陥制御技術と期待される未来とは ”, 2022 年 12 月 6 日 .

8.

電波新聞 , “ 九州大など CNT 近赤外発光の波長制御・高機能化技術を開発

9.

Laser Focus World, “ カーボンナノチューブの近赤外発光の波長制御・高機能化技術を開発 ”, 2022 年 11 月 25 日 .

バイオイメージングや先端光科学技術の開発に期待 ”,

2022 年 12 月 1 日 .
10. EE Times Japan, “ 長波長化した発光を選択的に創出 新たな設計手法で CNT 上に任意の欠陥構造を形成 ”, 2022 年 11 月 25 日 .
11. Tii 技術情報 , “ カーボンナノチューブの近赤外発光の波長制御・高機能化技術を開発～バイオイメージングや先端光科学技術の開発に期待～ ”, 2022 年 11 月 22 日 .
12. OPTRONICS ONLINE, “ 九大ら，CNT 発光の波長制御と高機能化に成功 ”, 2022 年 11 月 22 日 .
13. RIKEN Research Highlight, “A cleaner, better way to produce single-photon emitters”, 2022 年 11 月 2 日 .
14. TECH+, “ 理研など、架橋 CNT に発光体「量子欠陥」を導入する手法を開発 ”, 2022 年 5 月 24 日 .
15. Mapion ニュース , “ 理研など、架橋 CNT に発光体「量子欠陥」を導入する手法を開発 ”, 2022 年 5 月 24 日 .
16. Lase Focus World, “ 清浄な架橋カーボンナノチューブに量子欠陥を導入 ”, 2022 年 5 月 23 日 .
17. オプトロニクスオンライン , “ 理研ら，清浄な架橋 CNT に量子欠陥を導入 ”, 2022 年 5 月 23 日 .
18. 日本経済新聞 , “ 理研と東大、清浄な架橋カーボンナノチューブに量子欠陥を導入 ”, 2022 年 5 月 20 日 .

超高速コヒーレント軟Ｘ線光学研究チーム ／ Ultrafast Coherent Soft X-ray Photonics Research Team
（１）原著論文 (accept) を含む ／ Original Papers
1.

Xu, L., Xue, B., Ishii, N., Itatani, J., Midorikawa, K., Takahashi, E.J., “100-mJ class, sub-two-cycle, carrier-envelope phase-stable dualchirped optical parametric amplification”, Opt Lett 47, 3371-3374 (2022).

（２）著書・解説など ／ Book Editions, Review Papers
1.

高橋栄治 , “ 光パラメトリック増幅を利用したテラワット級高強度中赤外パルスレーザーの開発 ”, レーザー研究，第 50 巻第 6 号(2022).

（３）招待講演 ／ Invited Talks
1.

Takahashi, E.J., “Novel ultrafast laser technologies for generating GW-scale isolated attosecond pulses”, The 1st International
Conference on UltrafastX, Xi'an, China, Apr. (2022).

2.

Takahashi, E.J., “Intense single-cycle pulses via serial waveform synthesis”, International Symposium on Ultrafast Intense Laser
Science 2022, Hawaii, USA, Dec. (2022).

3.

Takahashi, E.J., “Novel laser sources for driving an intense attosecond pulse”, The 13th International Conference on Information
Optics and Photonics (CIOP 2022), Online, Aug. (2022).

4.

Xu, L., Takahashi, E.J., “Over 60-mJ, Mid-IR Single-Cycle Pulses based on the Advanced DC-OPA”, The 12th Asian Symposium on
Intense Laser Science (ASILS12), Singapore, Dec. (2022).

（４）会議、シンポジウム、セミナー主催 ／ Meeting, Symposiums and Seminars
1.

6th RIKEN-RAP and QST-KPSI Joint Seminar, 京都 , 2 月 8 日 (2023).

45

超短パルス電子線科学理研白眉研究チーム ／ Ultrashort Electron Beam Science RIKEN Hakubi Research Team
（１）原著論文 (accept) を含む ／ Original Papers
1.

Morimoto, Y., Chen B. H., Baum, P., “Free-electron tomography of few-cycle optical waveforms”, Ann. Phys. 534, 2200193 (2022).

（２）著書・解説など ／ Book Editions, Review Papers
1.

Morimoto, Y., “Attosecond electron-beam technology: a review of recent progress”, Microscopy, 72, 2-14 (2023).

2.

森本裕也 , “ 解説：中赤外パルスを用いたアト秒電子ビーム制御 ”, レーザー研究 , 50, 308-312 (2022).

（３）招待講演 ／ Invited Talks
1.

森本裕也 , “ アト秒電子パルスの発生と実時間物性計測の試み ”, レーザー学会学術講演会第 43 回年次大会 , 名古屋 , 1 月 19 日 ,2.

Morimoto, Y., “Generation of attosecond electron beams and the potential applications to electron-atom collisions”, 14th Asian(2023).
International Seminar on Atomic and Molecular Physics virtual meeting, Online, February (2023).

生細胞超解像イメージング研究チーム ／ Live Cell Super-Resolution Imaging Research Team
（１）原著論文 (accept) を含む ／ Original Papers
1.

Hasegawa, Y., Reyes, T. H., Uemura, T., Baral, A., Fujimaki, A., Luo, Y., Morita, Y., Saeki, Y., Maekawa, S., Yasuda, S., Mukuta, K., Fukao, Y.,
Tanaka, K., Nakano, A., Takagi, J., Bhalerao, R., Yamaguchi, J., and Sato, T., “TGN/EE SNARE protein SYP61 and ubiquitin ligase ATL31
cooperatively regulate carbon/nitrogen-nutrient responses in Arabidopsis”, Plant Cell 34, 1354-1374 (2022).

2.

Rodriguez-Gallardo, S., Sabido-Bozo, S., Ikeda, A., Araki, M., Okazaki, K., Nakano, M., Aguilera-Romero, A., Cortes-Gomez, A., Lopez, S.,
Waga, M., Nakano, A., Kurokawa, K., Muñiz, M., and Funato, K., “Quality-controlled lipid-based protein sorting into selective ER exit
sites”, Cell Rep. 39, 110768 (2022).

3.

Kakimoto-Takeda, Y., Kojima, R., Shiino, H., Shinmyo, M., Kurokawa, K., Nakano, A., Endo, T., and Tamura, Y., “Dissociation of ERMES
clusters plays a key role in attenuating the endoplasmic reticulum stress”, iScience 25, 105362 (2022).

4.

Jin, Y., Jin, N., Oikawa, Y., Benyair, R., Koizumi, M., Wilson, T.E., Ohsumi, Y., Weisman, L.S., “Bur1 functions with TORC1 for vacuolemediated cell cycle progression”, EMBO Rep. 23, e53477 (2022).

（２）著書・解説など ／ Book Editions, Review Papers
1.

Nakano, A., “The Golgi apparatus and its next-door neighbors”, Frontiers Cell Dev. Biol. 10, 884360 (2022).

2.

Andrews, B., Chang, J.-B., Collinson, L., Dong Li, Lundberg, E., Mahamid, J., Manley, S., Mhlanga, M., Nakano, A., Schöneberg, J., Van

3.

中野明彦 , “ 超解像で何を見るか？ ”, 超解像イメージングで見る生命現象 , BIO Clinica 37, 979 (2022).

4.

宮代大輔 , “ 高速超解像顕微鏡法の開発 ”, Plant Morphol. 34, 25-27 (2022)

5.

Tojima, T., Miyashiro, D., Kosugi, Y., and Nakano, A., “Super-resolution live imaging of cargo traffic through the Golgi apparatus in6.

中野明彦 , “ 分子夾雑の細胞生物学 ”, CSJ カレントレビュー “ 生体分子環境の化学 ”, 45, 22-25, 日本化学会 (2023).

Valen, D., Wu, T. C., and Zaritsky, A., “Viewpoint: Imaging cell biology”, Nat. Cell Biol. 24, 1180-1185 (2022).

mammalian cells”, Methods Mol. Biol. 2557, 127-140 (2023).

（３）招待講演 ／ Invited Talks
1.

Nakano, A., “Golgi and its neighbors as seen by super-resolution live imaging”, FASEB Science Research Conference “The Small
GTPases in Membrane Processes”, Nova Scotia, Canada, May 16 (2022).

2.

Nakano, A., “Mechanisms deduced from comparison between yeast, plant and animal cells”, FASEB Science Research Conference“The Small GTPases in Membrane Processes”, Nova Scotia, Canada, May 19 (2022).

3.

Tojima, T., “Dynamics of membrane traffic in the neuronal growth cone revealed by super-resolution live imaging”, Symposium
on “Fantastic Voyage into the Intra- and Inter-cellular Structures in the Brain”, the 45th Annual Meeting of the Japan Neuroscience
Society (Neuro2022), Ginowan, Japan, July 2 (2022).

46

4.

Nakano, A., “Organization of the Golgi apparatus and its neighbors -- Insights from the comparison between yeast, plant and animalcells”, Symposium on Recent Advances in Interorganellar Dynamics and Network, International Conference of the Korean Society for
Molecular and Cellular Biology 2022, Jeju, Korea, September 29 (2022).

5.

Nakano, A., “Golgi and its neighbors as seen by super-resolution live imaging”, EMBO Members’ Meeting, Heidelberg, Germany,
October 28 (2022).

6.

中野明彦 , 戸島拓郎 , “ ゴルジ体とその周辺における選別輸送―可視化によるメカニズム解明 ”, シンポジウム “ 糖鎖生物学の革新へ ”,
第 95 回日本生化学会大会 , 名古屋 , 11 月 9 日 (2022).

7.

戸島拓郎 , “ ゴルジ体形成・成熟の時空間ダイナミクス ”, シンポジウム “ オルガネラの機能連携から見える生命現象の新たな実像 ”,
第 95 回日本生化学会大会 , 名古屋 , 11 月 9 日 (2022).

8.

宮代大輔 , 中野明彦 , “ 生細胞観察のための高速超解像顕微鏡の開発 ”, シンポジウム “ 情報フォトニクスとホログラフィが織りなす
新価値創造 ”, Optics & Photonics Japan 2022, 宇都宮 , 11 月 14 日 (2022).

9.

戸島拓郎 , “ 高速超解像顕微鏡によるゴルジ体の時空間動態の解析 ”, ExCELLS セミナー , 岡﨑 , 3 月 14 日 (2023).

（４）特筆すべき事項・トピックス（雑誌表紙などの掲載記事）／ Topics
1.

中野明彦 , NHK BS プレミアム “ ヒューマニエンス 40 億年のたくらみ ”, “" 膜 ” 〜それは生命の真理 ”, 2022 年 4 月 5 日 .

生命光学技術研究チーム ／ Biotechnological Optics Research Team
（１）原著論文 (accept) を含む ／ Original Papers
1.

Hirano, M., Ando, R., Shimozono, S., Sugiyama, M., Takeda, N., Kurokawa, H., Deguchi, R., Endo, K., Haga, K., Takai-Todaka, R., Inaura,
S., Matsumura, Y., Hama, H., Okada, Y., Fujiwara, T., Morimoto, T., Katayama, K., Miyawaki, A., “A highly photostable and bright green
fluorescent protein”, Nat Biotechnol. 40(9):14122022. (2022)（２）招待講演 ／ Invited Talks
1.

宮脇敦史 , “Cruising in the Cell”, 第 51 回日本免疫学会学術集会イブニングセミナー , 熊本 ( ハイブリッド ) , 12 月 7 日 , (2022).

2.

宮脇敦史 , ”Cruising inside cells” The 1st Korea-Japan Science and Technology Forum of Innovation ( 韓国大使館主催 ) , 東京 ( ハイブ
リッド ) , 11 月 25 日 , (2022).

3.

Miyawaki, A., “Cruising in the Cells”, 2022 ICCB & APOCB JOINT MEETING, Taiwan (Hybrid), November (2022).

4.

宮脇敦史 , “Cruising inside cells”, 第 42 回キャピラリー電気泳動シンポジウム , 鶴岡 , 10 月 26 日 , (2022). ( 特別講演 )5.

宮脇敦史 , “Intra Vital Imaging”, 第 41 回日本運動器移植・再生医学研究会 , 横浜 , 10 月１日 , (2022). ( 特別講演 )6.

宮脇敦史 , “Continuity in Space and Time”, メージングサポート拠点キックオフシンポジウム シン・ミクロの世界 , 大阪 9 月 7 日 ,7.

宮脇敦史 , “Light and Life in Medicine”, エキスパートに学ぶ会 2022, Zoom, 5 月 20 日 , (2022). ( 特別講演 )(2022).

画像情報処理研究チーム ／ Image Processing Research Team
（１）原著論文 (accept) を含む ／ Original Papers
1.

Chu, S-L., Abe, K., Yokota, H., Tsai, M-D., “Recurrent Neural Network for Monitoring Mouse Embryonic Stem Cell Colony in vitro Using
Time-lapse Fluorescence Microscopy Images”, Biomedical Engineering: Applications,Basis and Communications.34,05,2250030(2022).

2.

Chu, S-L., Sudo,K., Yokota, H., Abe, K., Nakamura, Y., M.D. Tsai, “Human induced pluripotent stem cell formation and morphology
prediction during reprogramming with time-lapse bright-field microscopy images using deep learning methods”, Computer
Methods and Programs in Biomedicine.229, 10, 107264 (2023).

3.

Umebayashi, M., Takemoto, S., Reymond, L., Sundukova, M., Hovius, R., Bucci, A., Heppenstall, P.A., Yokota, H., Johnsson, K., Riezman,
H., “A covalently linked probe to monitor local membrane properties surrounding plasma membrane proteins”, Journal of Cell

47

Biology, 222(3):e202206119 (2023).
4.

Ando, N., Kono, T., Ogihara, N., Nakamura, S., Yokota, H., Kanzaki, R., “Modeling the musculoskeletal system of an insect thorax for
flapping flight”, Bioinspiration & Biomimetics. 17,6 (2022).

5.

Tamura, N., Goto, S., Yokota, H., and Goto, S., “Contributing role of mitochondrial energy metabolism on platelet adhesion, activationand thrombus formation under blood flow conditions”, Platelets. 33, 7, 1083-1089 (2022).

6.

Furukawa, T., Oyama, S., Yokota, H., Kondoh, Y., Kataoka, K., Johkoh, T., “A comprehensible machine learning tool to differentiallydiagnose idiopathic pulmonary fibrosis from other chronic interstitial lung diseases”, Respirology (2022).

7.

Yamashita, N., Matsuno, T., Maeda, D., Kikuzuki, M., Yokota, H., “Efficient 3D observation of steel microstructure using serial
sectioning with precision cutting and on-site etching”, Precision Engineering. 75, 37-45, May (2022).

8.

Hu, R., Monebhurrun, V., Himeno, R., Yokota, H., Costen, H., “A general framework for building surrogate models for uncertainty
quantification in computational electromagnetics”, IEEE Transaction on Antennas and Propagation. 70, 1402 – 1414, Feb (2022).

9.

Takematsu, M., Umezawa, M., Sera, T., Kitagawa, Y., Kurahashi, H., Yamada, S., Okubo, K., Kamimura, M., Yokota, H., Soga, K., “Influenceof the difference in refractive index on the interface of an object and the surrounding in near-infrared fluorescence tomography”,
Applied Optics (2022).

10. Fukatsu, M., Yoshizawa, S., Takemura, H., and Yokota, H., “Adaptive and Dynamic Regularization for Rolling

Guidance Image

Filtering”, Proc. of Pacific Graphics Short Papers, Posters, and Work-in-Progress Papers. 43-48, Eurographics Digital Library (2022).
11. 深津美薫 , 吉澤信 , 竹村裕 , 横田秀夫 , “ 定義域分割法と Ridge 回帰を用いた高精度 Rolling Guidance 画像フィルタ ”, 情報処理学会研究報告 , 2022-CG-186, 2, 1-11, 情報処理学会 (2022).
12. Hori, K., Ikematsu, H., Yamamoto, Y., Matsuzaki, H., Takeshita, N., Shinmura, K., Yoda, Y., Kiuchi, T., Takemoto, S., Yokota, H., Yano,
T., “Detecting colon polyps in endoscopic images using artificial intelligence constructed with automated collection of annotatedimages from an endoscopy reporting system”, Digestive Endoscopy 34, 5, 1021-1029 (2022).
13. Feldotto, B., Eppler, J., Romero, C., Bignamini, C., Gutierrez C., Albanese, U., Retamino, E., Vorobev, V., Zolfaghari, V., Upton, A., Sun
Z., Yamaura, H., Heidarinejad, M., Klijn, W., Morrison, A., Cruz, F., McMurtrie, C., Knoll, A., Igarashi, J., Yamazaki, T., Doya, K., Morin,F., “Deploying and optimizing embodied simulations of large-scale spiking neural networks on HPC infrastructure”, Frontiers inneuroinformatics. 16, 884180 (2022).
14. Oota, S., Abe, K., Yokota, H., et al., “Real-Time Course: Reconstruction of cellular diversity and lineage trajectory based on somatic
mutational patterns detected from low-pass single-cell transcriptome data”, Research Square (2022).

（２）会議、シンポジウム、セミナー主催 ／ Meeting, Symposiums and Seminars
1.

医療情報みらい会議

第 3 回合同会議 , 琉球大学医学部 , 2 月 15 日

（３）特許出願 ／ Patent Applications
1.

横田秀夫 , “ 情報処理装置、情報処理方法、および、コンピュータプログラム ”, 特願 2022-043291, 2022 年 3 月 18 日

2.

Hideo Yokota, “SYSTEMS FOR IDENTIFYING CELLS AND USES THEREOF” ,US 17/715975, 2022 年 4 月 8 日

3.

和田智之 , 道川隆士 , 佐々高史 , 国本幸紀 , “ 打撃点分析システム、打撃点分析方法、及びプログラム ”,

4.

横田秀夫 , “ 情報処理装置、情報処理方法、および、コンピュータプログラム ”, 特願 2022-175512, 2022 年 11 月 1 日

5.

太田聡史 “ シングルセル RNA-seq データから得た細胞変異情報を利用する細胞系列の追跡方法 ”,

9月2日

特願 2022-140194（４）特筆すべき事項・トピックス（雑誌表紙などの掲載記事）／ Topics

48

特願 2022-14019、2022 年

1.

日経テクノロジー展望 2023

2.

Riken クローズアップ科学道

世界を変える 100 の技術，日経 BP, 2022 年 9 月 15 日

海外特許出願中フォトン操作機能研究チーム ／ Innovation Photon Manipulation Research Team
（１）原著論文 (accept) を含む ／ Original Papers
1.

Kato, R., Yano, T., Minamikawa, T., and Tanaka, T., “High-Sensitivity Hyperspectral Vibrational Imaging of Heart Tissues by MidInfrared Photothermal Microscopy”, Analytical Sciences 38, 1497-1503 (2022).

2.

Chen, M.K., Chu, C. H., Liu, X., Zhang, J., Sun, L., Yao, J., Fan, Y., Liang, Y., Yamaguchi, T., Tanaka, T., and Tsai, D.P., “Meta-Lens in theSky”, IEEE Access 10, 46552-46557 (2022).

3.

Kato, R., Yano, T., and Tanaka, T., “Multi-modal vibrational analysis of blend polymers using mid-infrared photothermal and Raman
microscopies”, Vibrational Spectroscopy 118, 203333 (2022).

4.

Kato, R., Uesugi, M., Komatsu, Y., Okamoto, F., Tanaka, T., Fumihisa Kitawaki, and Yano, T., “Highly Stable Polymer Coating on Silver
Nanoparticles for Efficient Plasmonic Enhancement of Fluorescence”, ACS Omega 7, 4286-4292 (2022).

5.

Tanaka, T., Yano, T., and Kato, R., “Nanostructure-enhanced infrared spectroscopy”, Nanophotonics 11, 2541-2561 (2022).

（２）著書・解説など ／ Book Editions, Review Papers
1.

田中拓男 , “ メタマテリアルと超高感度振動分光への応用 ”, 電子情報通信学会誌 105, 1454-1456 (2022).

2.

田中拓男 , “ 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 ”, 光アライアンス 33, 1-4 (2022).

（３）招待講演 ／ Invited Talks
1.

Kato, R., Yano, T., and Tanaka, T., "Visualizing enhanced optical fields of dielectric-based metamaterials by mid-infrared photothermal

2.

Oguchi, M.V., Hayazawa, N., and Tanaka, T., "Tip-enhanced Raman spectroscopy: Probing physicochemical properties at the3.

Tanaka, T., "Three-dimensional broadband metamaterial absorbers for IR gas molecules sensing", SPIE Optics+Photonics 2022 (San4.

Tanaka, T., “Metamaterials for infrared spectroscopy: metals vs dielectrics", SPIE Optics+Photonics 2022 (San Diego, CA, USA)

5.

Tanaka, T., "Metamaterial absorber and reflector for ultra-sensitive infrared spectroscopy", SPIE Optics+Photonics 2022 (San Diego,

6.

Oguchi, M. V. and Tanaka, T., "Characterization of monolayer graphene wrinkles via tip-enhanced Raman spectroscopy", SPIE

7.

Yano, T., Kato, R., and Tanaka, T., "Active plasmon-enhanced Raman microscopy for nanoscale control of chemical reactions", SPIE

8.

Yano, T., Kato, R., and Tanaka, T., "Ultrasensitive plasmonic sensing of single biomolecular complexes", SPIE Optics+Photonics 2022

9.

Tanaka, T., "Metamaterial enhanced IR spectroscopy for solid, liquid, gas, and chiral materials", The 12th International Conference on

microscopy", SPIE Photonics ASIA 2022 (Nantong, Jiangsu, China, China) (2022.12.5) (2022).
nanoscale in ambient", SPIE Photonics ASIA 2022 (Nantong, Jiangsu, China, China) (2022.12.5) (2022).
Diego, CA, USA) (2022.8.24) (2022).
(2022.8.21) (2022).
CA, USA) (2022.8.22) (2022).
Optics+Photonics 2022 (San Diego, CA, USA) (2022.8.24) (2022).
Optics+Photonics 2022 (San Diego, CA, USA) (2022.8.24) (2022).
(San Diego, CA, USA) (2022.8.21) (2022).
Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics (Torremolinos, Spain) (2022.7.21) (2022).
10. Tanaka, T., "Metamaterials-Nanofluidics hybrid device for ultra-high-sensitive IR spectroscopy", The 9th Forum on New Materials(CIMTEC2022) (Montecatini Terme, Italy) (2022.6.25) (2022).
11. Tanaka, T., "Metamaterials and their applications", NRC-RIKEN joint workshop on nanoscale quantum physics and devices (Closed)(Online,) (2022.5.11) (2022).
12. Tanaka, T., "Metamaterials for IR spectroscopy", Global Nanophotonics 2022 (Core-to-Core Symposium GNP2022) (Osaka
International Convention Center, Grand Cube, Osaka, Japan) (2022.3.15) (2022).
13. Kato, R., Yano, T., and Tanaka, T., "Visualizing Optical Fields of Dielectric-Based Metamaterials via Mid-Infrared Photothermal
Imaging", Global Nanophotonics 2022 (Core-to-Core Symposium GNP2022) (Osaka International Convention Center, Grand Cube,
Osaka, Japan) (2022.3.15) (2022).
14. Yano, T., Kato, R., and Tanaka, T., “Ultrasensitive plasmonic sensing of single biomolecular complexes", Global Nanophotonics 2022
(Core-to-Core Symposium GNP2022) (Osaka International Convention Center, Grand Cube, Osaka, Japan) (2022.3.14) (2022).

49

（４）会議、シンポジウム、セミナー主催 ／ Meeting, Symposiums and Seminars
1.

SPIE Photonics ASIA 2022, “Plasmonics VII”, 2022 年 10 月 14 (2022).

2.

SPIE Optics+Photonics 2022, “Plasmonics: Design, Materials, Fabrication, Characterization, and Applications XX”, 8 月 21 日 (2022).

（５）特筆すべき事項・トピックス（雑誌表紙などの掲載記事）／ Topics
1.

田中拓男 , “【ほのぼの物理】#5「メタマテリアル」シャコ ”, Youtube 東京大学 ほのぼの物理 2022 年 5 月 16 日 .

(https://www.

youtube.com/watch?v=HcDExl1G7b4)

先端レーザー加工研究チーム ／ Advanced Laser Processing Research Team
（１）原著論文 (accept) を含む ／ Original Papers
1.

Obata, K., Caballero-Lucas, F., Kawabata, S., Miyaji, G., and Sugioka, K., “GHz bursts in MHz burst (BiBurst) enabling high-speed
femtosecond laser ablation of Silicon due to prevention of air ionization”, The Int. J. Extreme Manuf. (in press).

2.

Tamaki, S., Ozasa, K., Nomura, T., Ishikawa, M., Yamada, K., Suzuki, K., and Mochida, K., “Zeaxanthin is required for eyespot formationand phototaxis in Euglena gracilis”, Plant Physiol. (in press).

3.

Bai, S., Obata, K., Kawabata, S., and Sugioka, K., “ λ /20 surface nanostructuring of zinc oxide by mask-less ultrafast laser processing
for SERS applications”, Nanophotonics https://doi.org/10.1515/nanoph-2022-0657 (published online).

4.

Bai, S., Ma, Y., Obata, K., and Sugioka, K., “Ultraminiaturized microfluidic electrochemical surface-enhanced Raman scattering chip for
analysis of neurotransmitters fabricated by ship-in-a-bottle integration”, Small Sci. 3, 2200093 (2023).

5.

Kawabata, S., Bai, S., Obata, K., Miyaji, G., and Sugioka, K., “Two-dimensional laser-induced periodic surface structures formed on
crystalline silicon by GHz burst mode femtosecond laser pulses”, Int. J. Extreme Manuf. 5, 015004 (2023).

6.

Bai, S., Ren, X., Obata, K., Ito, Y., and Sugioka, K., “Label-free trace detection of bio-molecules by liquid-interface assisted surfaceenhanced Raman scattering using a microfluidic chip”, Opto-Electron. Adv. 5, 210121 (2022).

7.

Staicu, C. E., Jipa, F., Porosnicu, I., Bran, A., Stancu, E., Dobrea, C., Radu, B. M., Axente, E., Tiseanu, I., Sima, F., and Sugioka, K., “Glass labon-a-chip platform fabricated by picosecond laser for testing tumor cells exposed to X-ray radiation”, Appl. Phys. A128, 770 (2022).

8.
9.

Bai, S., Obata, K., and Sugioka, K., “Femtosecond laser near-field reduction for fabrication of 3D gold nanocluster array assisted by
MoS2 quantum dots”, Front. Phys. 10, 917006 (2022).

Bai, S., Hu, A., Hu, Y., Ma, Y., Obata, K., and Sugioka, K., “Plasmonic Superstructure Arrays Fabricated by Laser Near-Field Reduction for
Wide-Range SERS Analysis of Fluorescent Materials”, Nanomaterials, 12, 970 (2022).

10. Ishikawa, M., Nomura, T., Tamaki, S., Ozasa K., Suzuki, T., Toyooka, K., Hirota, K., Yamada, K., Suzuki, K., and Mochida, K., “CRISPR/Cas-9mediated generation of non-motile mutants to improve the havesting efficiency of mass-cultivated Euglena gracilis”, Plant Biotech.
J., 1-3 (2022).

（２）著書・解説など ／ Book Editions, Review Papers
1.

Sugioka, K., “Nanofluidics fabricated by 3D femtosecond laser processing”, Bonse J., and Stoian R. (Ed.), Ultrafast Laser

2.

Bai S., and Sugioka, K., “Strategies in surface-enhanced Raman scattering (SERS) for single-molecule detection and biomedical

3.

Zhang J., and Sugioka, K., “Basics and applications of optical interferometers integrated by femtosecond laser”, Appl. Res. 1,

4.

杉岡幸次 , “ 超短パルスレーザ複合 3 次元微細加工技術の開発と高機能デバイス作製への応用 ”、レーザ加工の最新動向（シーエム5.

小幡 孝太郎 , カバジェロ ルカス フランセスク , 杉岡 幸次 , “ フェムト秒 GHz バーストパルスによるアブレーション加工 ”, レーザ加6.

杉岡幸次 , “ 液界面支援表面増強ラマン分光（LI-SERS) ＝フェムト秒レーザー複合加工により作製した３次元マイクロ流体 SERS チッ

7.

小幡 孝太郎 , カバジェロ ルカス フランセスク , 杉岡 幸次 ,“GHz バーストモードフェムト秒レーザー加工 ”, 光アライアンス , 33(7),Nanostructuring - The Pursuit of Extreme Scales, (Springer, Berlin) p.1085-1104 (2023). (in press)
applications”, Biomed. Mater. Devices, (2022). https://doi.org/10.1007/s44174-022-00053-w (published online).
e202200002 (2022).
シー出版 , 東京）(2023). (in press)
工学会誌 , 29, 136-140 (2022).
プを用いたアトモーラーセンシング＝ ”, 光アライアンス 33(10), 41-44 (2022).

50

10-14 (2022).
8.

杉岡幸次 , “2.7 レーザ加工分野の市場動向 : 2.7.1 はじめに ”, 2021 年度光産業技術に関する報告書（（財）光産業技術振興協会編）
163-167 (2022).

9.

杉岡幸次 , “2.7 レーザ加工分野の市場動向 : 2.7.3 おわりに ”, 2021 年度光産業技術に関する報告書（（財）光産業技術振興協会編）
188-191 (2022).

10. 小幡 孝太郎 , カバジェロ ルカス フランセスク , 杉岡 幸次 ,“ 金属・半導体の GHz バーストモードフェムト秒レーザー加工 ”, オプトロ
ニクス , 41, 148-152 (2022).

（３）招待講演 ／ Invited Talks
1.

Sugioka, K., Obata, K., and Kawabata, S., “GHz burst mode processing: ablation, LIPSS, TPP, LIPAA”, SPIE Int. Conf. on Laser-based
Micro- and Nanoprocessing XIV (LBMN XIV), San Francisco, USA, February (2023).

2.

Sugioka, K., and Bai, S., “Attomolar sensing using 3D microfluidic SERS chips fabricated by hybrid femtosecond laser processing”, 3rd

3.

Sugioka K., and Bai, S., “Hybrid femtosecond laser processing for fabrication of highly sensitive SERS sensor”, 2022 Intl. Conf. on Adv.

4.

Sugioka, K., and Bai, S., “Attomolar sensing using microfluidic SERS chip fabricated by hybrid femtosecond laser 3D Pprocessing”, 3rd

5.

Sugioka, K., "Ultrafast laser 3D processing", Academic Summer Camp of Inst. Photon. Technol, Jinan Univ, Web conference, August

6.

Obata, K., Caballero-Lucas, F., Kawabata, S., Miyaji, G., and Sugioka, K., “High-speed ablation of crystalline silicon by femtosecond

Int. Workshop on Frontiers in Lasers and Applications (FLA-3), Nassau, The Bahamas, December (2022). Keynote talkMater. Near-Net Form Technol., Hebei, China (Hybrid), November (2022). Plenary talkInt. Conf. on Optics, Photonics, and Lasers (OPL-2022), Web conference, November (2022). Keynote talk(2022). Tutorial talklaser BiBurst mode with GHz burst in MHz burst”, CLEO Pacific Rim 2022, Sapporo, Japan (Hybrid), August, (2022).
7.

Sugioka, K., Obata, K., Caballero-Lucas, F., and Kawabata, S., “Femtosecond laser GHz burst mode: a new pathway to advanced
materials processing”, 12th Int. Conf. on Information Optics and Photonics (CIOP2021), Web conference, August (2022).

8.

Sugioka, K., "Ultrafast laser 3D processing", 7th Int. School on Lasers in Materials Science (SLIMS 2022), Venice, Italy, July (2022).

9.

Sugioka K., and Bai, S., “Metal nanostructuring inside 3D glass microfluidics by hybrid femtosecond laser processing for attomolar

Tutorial talk

SERS sensing”, INFLPR Conference, Bucharest, Romania (Hybrid), June (2022).
10. 小幡 孝太郎，カバジェロ ルカス フランセスク，川端 祥太，宮地 悟代，杉岡 幸次 , “GHz バーストモードフェムト秒レーザーによる高品質・高効率アブレーション加工 ”, 第 70 回応用物理学会春季学術講演会 , 東京 , 3 月 16 日 , (2023).
11. 杉岡幸次 , “ ガラス内部への３次元精密加工と高感度バイオチップの作製 ”, 令和 5 年電気学会全国大会シンポジウム「レーザ精密加工の知見・技術の最前線」, 名古屋 , 3 月 15 日 , (2023).
12. 杉岡幸次 , “ 複合超短パルスレーザ３次元微細加工技術の開発と高機能デバイス作製への応用 ”, 日本光学会 Ｘ線・ＥＵＶ結像光学研
究グループ 第２回研究会「2 光子リソグラフィーの最前線」, オンライン , 2 月 21 日 , (2023).
13. 杉岡幸次 , “ フェムト秒レーザー 3 次元加工と応用 ”, 第７回応用物理学会フォトニクスワークショップ , 那覇 , １１月 25 日 （, 2022）.
基調講演
14. 杉岡幸次 , “ フェトム秒レーザー複合加工：３次元マイクロ流体 SERS チップの作製とアトモーラーセンシングへの応用 ”, レーザー学会九州支部の特別講演会 , 福岡 , 10 月 17 日 , (2022).
15. 杉岡幸次 , “ 超短パルスレーザー３次元加工：基礎と応用 ”, 第 29 回レーザー夏の学校 , 札幌 , 10 月 2 日 , (2022).
16. 杉岡幸次 , “ ３次元マイクロ流体 SERS チップを用いたアトモーラーセンシング ”, 大阪公立大学講演会 , 大阪 , 9 月 30 日 , (2022).
17. 杉岡幸次 , “ レーザーを用いたガラス加工と応用 ”, 第 83 回応用物理学会秋季学術講演会シンポジウム「最先端で活躍するガラスとガラス状態～ 2022 年国際ガラス年 IYOG 記念シンポジウム」, 仙台 ( ハイブリッド ), 9 月 20 日 , (2022).
18. 杉岡幸次 , “ アトモーラー分析を可能にする LI-SERS”, 2022 年度 JST 新技術説明会 , オンライン , 6 月 7 日 , (2022).
19. 杉岡幸次 , “ レーザ加工分野の最新動向 ”, 2021 年光産業技術振興協会光産業動向セミナー , 横浜 , 4 月 22 日 , (2022).

（４）会議、シンポジウム、セミナー主催 ／ Meeting, Symposiums and Seminars
1.

3rd Int. Workshop on Frontiers in Lasers and Applications (FLA-3), Nassau, The Bahamas, December (2022).

2.

3rd Int. Conf. on Optics, Photonics, and Lasers (OPL-2022), Web conference, November (2022).

3.

16th Int. Conf. on Laser Ablation (COLA'2021/2022), Matsue, Japan (Hybrid), April. (2022).

51

（５）特筆すべき事項・トピックス（雑誌表紙などの掲載記事）／ Topics
1.

杉岡幸次 : 2021 Outstanding Editor Award of Opto-Electronic Advances 受賞 .

2.

Kawabata, S.: 16th International Conference on Laser Ablation (COLA2021/2022), Student Paper Award (On-demand Video) 受賞 .

3.

Kawabata, S., Bai, S., Obata, K., Miyaji, G., and Sugioka, K., “Two-dimensional laser-induced periodic surface structures formedon crystalline silicon by GHz burst mode femtosecond laser pulses”, Int. J. Extreme Manuf. 5, 015004 (2023). が EurekAlert よ り
ニ ュ ー ス リ リ ー ス (https://www.eurekalert.org/news-releases/977538, 2023 年 1 月 24 日 ). こ れ を 受 け , Phys.org (https://phys.
org/news/2023-01-ghz-mode-femtosecond-laser-pulses.html, 2023 年 1 月 24 日 ), ScienMag (https://scienmag.com/ghz-burstmode-femtosecond-laser-pulses-can-create-unique-two-dimensional-2d-periodic-surface-nanostructures/, 2023 年 1 月 24 日 ),Bioengineer.org (https://bioengineer.org/ghz-burst-mode-femtosecond-laser-pulses-can-create-unique-two-dimensional-2dperiodic-surface-nanostructures/ https://bioengineer.org/ghz-burst-mode-femtosecond-laser-pulses-can-create-unique-twodimensional-2d-periodic-surface-nanostructures/), Optics.org (https://optics.org/news/14/1/42, 2023 年 1 月 31 日 ), Azonnano(https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=40034, 2023 年 2 月 1 日 ) に紹介記事が掲載 .

4.

Caballero-Lucas, F., Obata, K., and Sugioka, K.: “Enhanced ablation efficiency for silicon by femtosecond laser microprocessing
with GHz bursts in MHz bursts (BiBurst)”, Int. J. Extrem. Manuf. 4, 015103 (2022). EurekAlert よ り ニ ュ ー ス リ リ ー ス (https://www.
eurekalert.org/news-releases/970117, 2022 年 11 月 2 日 ).

5.

Bai, S., Ren, X., Obata, K., Ito, Y., and Sugioka, K., “Label-free trace detection of bio-molecules by liquid-interface assisted surfaceenhanced Raman scattering using a microfluidic chip”, Opto-Electron. Adv. 5, 210121 (2022). が EurekAlert よりニュースリリース(https://www.eurekalert.org/news-releases/964327, 2022 年 9 月 12 日 ). こ れ を 受 け , Phys.org (https://phys.org/news/2022-09liquid-interface-sers-earlier-alzheimer-disease.html, 2022 年 9 月 12 日 ), TRENDRADARS (https://www.trendradars.com/channels/
article-1820538-liquid-interface-assisted-sers-could-see-earlier-detection-of-alzheimers-disease/, 2022 年 9 月 12 日 ), Spectroscopy(https://www.spectroscopyeurope.com/news/liquid-interface-assisted-sers-improves-enhancement-factor-biomolecules, 2022 年 9月 23 日 ) に紹介記事が掲載 .

テラヘルツ光源研究チーム ／ Tera-Photonics Research Team
（１）原著論文 (accept) を含む ／ Original Papers
1.

Tamura, K., Tang, C., Ogiura, D., Suwa, K., Fukidome, H., Takida, Y., Minamide, H., Suemitsu, T., Otsuji, T., and Satou, A., “Fast andsensitive terahertz detection with a current-driven epitaxial-graphene asymmetric dual-grating-gate field-effect transistor
structure”, APL Photonics. 7, 12, 126101 (2022).

2.
3.

Wang, Y., Hu, C., Yan, C., Chen, K., Takida, Y., Minamide, H., Xu, D., and Yao, J., “Highly sensitive multi-stage terahertz parametricupconversion detection based on a KTiOPO4 crystal”, Opt. Lett., 47, 22 (2022).

Suzuki, D., Takida, Y., Kawano, Y., Minamide, H., Terasaki, N., “Carbon nanotube-based, serially connected terahertz sensor withenhanced thermal and optical efficiencies”, Sci. Technol. Adv. Mater., 23, 1, 2090855 (2022).

4.

Han, Z., Takida, Y., Ohno, S., and Minamide, H., “Terahertz Fresnel-zone-plate thin-film lens based on high-transmittance doublelayer metamaterial phase shifter”, Opt. Express, 30, 11, 18730-18742 (2022).

5.

Tokizane, Y., Ohno, S., Takida, Y., Shikata, J., and Minamide, H., “Incident-angle-dependent extraordinary transmission of the terahertz
bull’s eye structure”, Physical Review Applied, 17, 5, 054020 (2022).

6.

南出泰亜 , 縄田耕二 , 瀧田佑馬 , 野竹孝志 , “ バックワード・テラヘルツ波パラメトリック発振の研究と非破壊検査応用 ”, レーザー研
究 , 50, 4, 172-176, (2022).

（２）著書・解説など ／ Book Editions, Review Papers
1.

南出泰亜 , “ レーザーとテラフォトニクス

―光と電波の技術が融合する領域―”, レーザー研究 , 50, 6, 283, (2022).

（３）招待講演 ／ Invited Talks
1.

Minamide, H., “Backward terahertz-wave parametric oscillation and its future advancement and prospectives”, International

2.

Minamide, H., “RIKEN advanced tera-photonics research”, The 40th SPP Physics Conference and Annual Meeting, Legazpi City,

Symposium on Ultrafast Intense Laser Science (ISUILS), Honolulu, USA, December (2022).

52

Philippines, October (2022).
3.

Minamide, H., “Intense multicycle Terahertz-wave generation for electron acceleration”, 11th International Workshop on Infrared
Microscopy and Spectroscopy with Accelerator Based Sources (WIRMS 2022), Hiroshima, Japan, October (2022).

4.

Minamide, H., “Mirrorless backward terahertz-wave parametric oscillator”, International Conference on Microwave & THz
Technologies, Wireless Communications and OptoElectronics 2022 (IRPhE’ 2022), Online, September (2022).

5.

Minamide, H., “Advanced laser-driven terahertz-wave parametric source for nondestructive testing applications”, The IEEE Summer
Topicals Meeting Series, Cabo San Lucas, Mexico, July (2022). (Plenary)

6.

Minamide, H., “Advanced Terahertz-wave source and applications based on nonlinear optics”, AES2022, Marrakech, Morocco andOnline (Hybrid), May (2022).

7.

Ohno, S., “Phase control of THz-wave in multi-port waveguide structure coupled with bull’s-eye antenna”, AES2022, Marrakech,
Morocco and Online (Hybrid), May (2022).

8.

Minamide, H., “Thin-film-type advanced Terahertz-wave optics based on metamaterials(tentative)”, Metamaterials and Plasmonics
World Forum (PlasmoMat-2022), online, May (2022). (Keynote).

9.

Minamide, H., “High-intesity 300-GHz Terahertz-wave generation based on nonlinear optical down-conversion”, International
Workshop on Breakdown Science and High Gradient Technology (HG2022), online, May (2022).

10. Han, Z., Ohno, S., and Minamide, H., “THz wave spectral phase singularity in transmission type double-layer metamaterial”, The 11th
Advanced Lasers and Photon Sources Conference (ALPS2022), ALPS22-02, Yokohama, Japan, April (2022).
11. 南出泰亜、縄田耕二、時実悠、瀧田佑馬、野竹孝志 , “ バックワード非線形光学波長変換によるテラヘルツ波発生検出技術の開発 ”,
光・量子ビーム科学合同シンポジウム（OPTO2022）京都府木津川市 , 6 月 29 日 (2022).
12. 瀧田佑馬，“ 高出力バックワード ･ テラヘルツ波パラメトリック光源の研究開発と非破壊検査応用 ”, テラヘルツテクノロジーフォー
ラム第 14 回テラヘルツビジネスセミナー，ハイブリッド , 東京都 , 6 月 15 日 (2022).

（４）会議、シンポジウム、セミナー主催 ／ Meeting, Symposiums and Seminars
1.

RIKEN-NICT-East Asia Receiver Joint Workshop, December 14, 2022.

2.

CLEO-PR 2022, July 31- August 5, 2022.

（５）特許出願 ／ Patent Applications
1.

山本修作 , 梶川敬介 , 神納祐一郎 , 南出泰亜 , 縄田耕二 , “ 検査装置 ”, 特願 2022-036002, 2022 年 3 月 9 日

2.

山本修作 , 梶川敬介 , 神納祐一郎 , 南出泰亜 , 縄田耕二 , “ 検査装置 ”, 特願 2022-036204, 2022 年 3 月 9 日（６）特筆すべき事項・トピックス（雑誌表紙などの掲載記事）／ Topics
1.

マイナビニュース , “ 室温下の高速高感度テラヘルツ検出素子実現にグラフェンが有用

2.

日経クロステック , “ 新原理グラフェントランジスタによる高速・高感度テラヘルツ波の検出に成功 ”, 2023 年 1 月 18 日 .

東北大など ”, 2022 年 12 月 16 日 .

テラヘルツイメージング研究チーム ／ Terahertz Sensing and Imaging Research Team
（１）原著論文 (accept) を含む ／ Original Papers
1.

Ikari, T., Sasaki, Y., and Otani, C., “275-305 GHz FM-CW radar 3D imaging for walk-through security body scanner”, Photonics,
submitted (2023).

2.

大谷知行 , Feng, C. H., 小川雄一 , “ テラヘルツ波を用いた食品計測技術の現状と展望 ”, 分光研究 , 出版中 (2023).

3.

J. De Miguel, and Otani, C., “Axion-photon multimessenger astronomy with giant flares”, Phys. Rev. D. 106, L041302 (2022).

4.

J. De Miguel, and Otani, C., “Superdense beaming of axion dark matter in the vicinity of the light cylinder of pulsars”, J. Cosmol.
Astropart. Phys. 8, 026 (2022).

5.

J. De Miguel, C. Franceschet, S. Realini, and P. Fuerte-Rodríguez, “A metamaterial with applications in broad band antennas used inradio astronomy and satellite communications”, J. Instrum. 17, 026 (2022).

6.

保科宏道 , 山崎祥他 , 上野佑也 , 小川雄一 , 原田昌彦 , “ テラヘルツ光照射による蛋白質の構造変化と細胞機能への影響 ”, 信学技報 ,122, 319, ED2022-71, pp.1-4 (2022).

53

7.

村山亮介 , 美馬覚 , 野口卓 , 大谷知行 , 田井野徹 , “ 超高 Q の薄膜型超伝導共振器に関する研究 ”, 信学技報 , 122, 240, SCE2022-11, pp.

8.

Feng, C. H., Otani, C., and Ogawa, Y., “Innovatively identifying naringin and hesperidin by using terahertz spectroscopy and11-14 (2022).
evaluating flavonoids extracts from waste orange peels by coupling with multivariate analysis”, Food Control. 137, 108897, pp.1-6(2022).

（２）著書・解説など ／ Book Editions, Review Papers
1.

[ 総説 ] 大谷知行 , 彌田智一 , “ 藻類由来金属微小コイル分散を用いた GHz・THz 帯電磁波吸収材料 ”, 月刊機能材料 , 出版中 (2023).

2.

[ 総説 ] 大谷知行 , 碇智文 , 佐々木芳彰 , “ 周波数掃引連続波レーダーを用いたテラヘルツ波イメージング ”, レーザー研究 , 50, pp.

3.

[ 書籍 ] 大谷知行 , “ 第 7 章

4.

[ 書籍 ] 大谷知行 , “ 第 7 章

468-472 (2022).
安全安心・非破壊検査応用 , 第 1 節 総説 ”, テラヘルツ波産業創成の課題と展望 ( 監修：斗内政吉 ),pp.254-260 (2022).
安全安心・非破壊検査応用 , 第 2 節 テラヘルツレーダーと安全安心応用 ”, テラヘルツ波産業創成の課題と展望 ( 監修：斗内政吉 ), pp.261-271 (2022).

（３）招待講演 ／ Invited Talks
1.

保科宏道 , 山崎祥他 , 上野佑也 , 小川雄一 , 原田昌彦 , “ テラヘルツ光照射による蛋白質の構造変化と細胞機能への影響 ”, 電子情報通2.

Ikari, T., Sasaki, Y., and Otani, C., “Development of Terahertz security body scanner using sub THz FMCW radar imaging”, 3rd3.

大谷知行 , 佐々木芳彰 , “ 見えないものを見る光〜テラヘルツ光の魅力と利用可能性〜 ”, 特色ある学校づくりに伴う外部講師活用事

4.

Otani, C., Ikari, T., and Sasaki, Y., “Development of 300 GHz walk-through body scanner for security-gate applications”, 8th Advanced

信学会 電子デバイス研究会 (ED) マイクロ波テラヘルツ光電子技術研究会 (MWPTHz), 仙台市 , 12 月 19 日 (2022).
International Symposium on Frontiers of Terahertz Technology, Fukui, Japan and online, November 16-18 (2022).
業 , 気仙沼市 , 10 月 28 日 (2022).
Photonics and Processes in Optoelectronic Materials and Systems, APROPOS 18 (2022), Vilnius, Lithuania and online, October 5-7(2022).
5.

Otani, C., Ikari, T., and Sasaki, Y., “Development of 300 GHz Walk-through Body Scanner for Security Gate Applications using THz
Radar Technology”, 2022 年第 83 回応用物理学会秋季学術講演会 , 仙台市 , online, 9 月 20-23 日 (2022).

6.

保科宏道 , “THz 分光によるポリマー吸着水ダイナミクスの観測 ”, 第 71 回高分子討論会運営委員会 , 札幌市 , 9 月 5-7 日 (2022).

7.

[Keynote] Ikari, T., Sasaki, Y., and Otani, C., “Development of Terahertz walk-through body scanner using 300 GHz FMCW radar”, 47th
International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz) 2022, Delft, Netherland and online, August 28 September 2 (2022).

8.

大谷知行 , Feng, C.H., “ テラヘルツ波の食品科学への応用可能性と展望 ”, 令和 4 年度

日本分光学会中部支部北陸ブロック福井地区

講演会 , 福井市 , 8 月 12 日 (2022).
9.

[Keynote] Otani, C., and Feng, C.H., “Potential and prospects of terahertz technology for the food applications”, IEEE Photonics
Society 2022 Summer Topicals Meeting Series, Cabo San Lucas, Mexico and online, July 11-13 (2022).

10. 大谷知行 , 佐々木芳彰 , 碇智文 , “300 GHz 帯ウォークスルーボディースキャナーの開発 ”, 学振 182 委員会 第 49 回研究会 , 東京 ,Online, 5 月 13 日 (2022).

（４）会議、シンポジウム、セミナー主催 ／ Meeting, Symposiums and Seminars
1.

理 研 シ ン ポ ジ ウ ム , “8th RIKEN-NICT Joint Workshop on Terahertz Technology & 23rd East Asia Submillimeter-Wave ReceiverTechnology Workshop”, Wako and online, December 14-15 (2002).

2.

理 研 セ ミ ナ ー , Associate Prof. Withawat Withayachumnankul (University of Adelaide), “Substrateless Integrated Platform towards
Terahertz Frontends”, Sendai and online, December 7 (2022).

3.

International Symposium, “3rd International Symposium on Frontiers of Terahertz Technology (FTT 2022)”, Fukui, Japan, November
16-18 (2022).

4.

International Conference, “2022 47th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves (IRMMW-THz 2022)”,
Delft, Netherland, August 22 - September 2 (2022).

54

5.

International Meeting, “DALI collaboration meeting”, Tenerife, Spain and online, June 27 (2022).

6.

セミナー主催 , “ 第 14 回テラヘルツビジネスセミナー (THz-biz2022) ～テラヘルツ分野の最新動向と展望～ ”, 東京 , online, 6 月 15

日 (2022).
7.

展示会出展 , “ ～ JST-ACCEL プログラム～ 300 GHz 帯テラヘルツウォークスルーボディースキャナーの研究開発 ”, 展示会 All About
Photonics, 東京 , 6 月 15-17 日 (2022).

（５）特許出願 ／ Patent Applications
1.

美馬覚 , 田井野徹 , 村山亮介 , 野口卓 , 大谷知行 , “ 超伝導受動素子、超伝導受動素子の製造方法、およびその受動素子を含む機器 ”,
特願 2022-129567, 2022 年 8 月 16 日 .

2.

保科宏道 , 上野佑也 , 原田昌彦 , 山崎祥他 , “DNA 修復促進装置および方法 ”, 特願 2022-106286, 2022 年 6 月 30 日 .

3.

山崎祥他 , 保科宏道 , 大谷知行 , 原田昌彦 , 小川雄一 , 山口裕資 , “ 細胞質分裂の阻害方法および細胞質分裂の阻害装置 ”, 特願 2022021133, 2022 年 2 月 15 日 .

（６）特筆すべき事項・トピックス（雑誌表紙などの掲載記事）／ Topics
1.

The MagPi.119, pp. 10-13, “GroundBIRD telescope”, July (2022).

2.

応用物理学会誌 , 表紙 , “GroundBIRD 望遠鏡断面図 ”, 1 月 (2022).

3.

NHK サラメシ , “ 旅行気分を満喫 ! サラメシ海外特派員 SP（スペイン領カナリア諸島他）”, 6 月 (2022).

テラヘルツ量子素子研究チーム ／ Terahertz Quantum Device Research Team
（１）原著論文 (accept) を含む ／ Original Papers
1.

Wang, L., Lin, T., Wang, K., and Hirayama, H., “Optical gain reduction caused by nonrelevant subbands in narrow-period terahertz
quantum cascade laser designs”, scientific reports. 12 (2022).

2.

Lin, T., Wang, L., Wang, K., Grange, T., Birne, T., Miyoshi, T., and Hirayama, H., “Increasing the output power of a heavily doped
terahertz quantum cascade laser by avoiding the subband misalignment”, Journal of Applied Physics. 132, 173101 (2022).

3.

Wang, L., Lin, T., Wang, K., and Hirayama, H., “Nonrelevant quantum levels effecting on the current in 2‑well terahertz quantum
cascade lasers”, scientific reports. 12 (2022).

4.

Wang, L., Lin, T., Wang, K., and Hirayama, H., “Nonrelevant quantum levels limited laser dynamic in narrow-period terahertz quantum
cascade lasers”, Japanese Journal of Applied Physics. 61, 102003 (2022).

5.

Shao, P., Li, S., Li, Z., Zhou, H., Zhang, D., Tao, T., Yan, Y., Xie, Z., Wang, K., Chen, D.,  Liu, B., Zheng, Y., Zhnag, R., Lin, T., Wang, L., andHirayama, H., “Step-flow growth of Al droplet free AlN epilayers grown by plasma assisted molecular beam epitaxy”, Journal of
Physics D: Applied Physics. 55, 364002 (2022).

6.

Lin, T., Wang, L., Wang, K., Grange, T., Birner, S., and Hirayama, H., “Over one watt output power terahertz quantum cascade lasers by

7.

Wang, L., Lin, T., Wang, K., and Hirayama, H., “Limitation of parasitic absorption in designs of three-state terahertz quantum cascadeusing high doping concentration and variable barrier-well height”, physica status solidi rrl. 15year of pss RRL, 2200033 (2022).
lasers with direct-phonon injection”, Applied Physics Express. 15, 052002 (2022).

（２）著書・解説など ／ Book Editions, Review Papers
1.

Wang, L., “High-lying confined subbands in terahertz quantum cascade lasers”, Terahertz, Ultrafast Lasers and Their Medical and

2.

Wang, L., Lin, T., Grange, T., Wang, K., and Hirayama, H., “Room-temperature optical gain in terahertz quantum cascade lasers based

3.

Maeda, N., Kashima, Y., Matsuura, E., Iwaisako, Y., and Hirayama, H., “0.57% EQE and 4.2 mW Power of 232 nm AlGaN Far-DVC LED

4.

Lin, T., Wang, L., Wang, K., Grange, T., Birner, S., and Hirayama, H., “1.39- Watt Operation of THz Quantum Cascade Laser with Highly

5.

Khan, M. A., Maeda, N., Yun, J., Jo, M., Hirayama, H., and Yamada, Y., “UVB LEDs: refining the design”, Compound Semiconductor, 28,

Industrial Applications (2022).
on GaAs/AlGaAs, GaN/AlGaN, ZnO/ZnMgO”, IEEE Xplore, 22505134 (2022).
with Modulation Mg doped p-interlayer and Polarization Doped Transparent p-Contact Layer”, IEEE Xplore, 22505179 (2022).
Doped Depopulation Layers”, IEEE Xplore, 22505187 (2022).
36-42 (2022).

55

（３）招待講演 ／ Invited Talks1.

平山秀樹 , “ サファイア基板上 230nmLED の開発とウイルス不活化応用 ”, 学術振興会

第 10 回研究会「AlN および AlGaN の結晶成

長と深紫外 KED の最前線」, 三重 , 1 月 13 日 , (2023).
2.

Hirayama, H., Wang, L., and Lin, T., “Recent progress of GaAs/AlGaAs THz-QCLs toward room temperature and high-power
operation”, The Third International Symposium on Frontiers in THz Technology (FTT2022), Japan, November (2022).

3.

Wang, L., Lin, T., Grange, T., and Hirayama, H., “Terahertz quantum cascade lasers based on different semiconductor quantum
structures”, 7th European congress on Advanced Nanotechnology and Nanomaterials (NANO 2022), Italy, November (2022).

4.

Wang, L., Lin, T., Wang, K., Chen, M., and Hirayama, H., “High-temperature operating terahertz quantum cascade lasers”, International
Conference and Expo on Lasers, Optics & Photonics, Spain, November (2022).

5.

平山秀樹 , “ 人体無害ウイルス不活化を目指した 230nm 帯高効率 LED の開発 ”, オプトロニクス

光とレーザーの科学技術フェア

2022, 紫外線セミナー「深紫外光源の最新動向」, 東京 , 11 月 9 日 , (2022).
6.

Hirayama, H., “M-plane GaN terahertz quantum cascade lasers”, The International Workshop on Nitride Semiconductors (IWN 2022),
Germany, October (2022).

7.

平山秀樹 , “ コロナ社会に期待される深紫外 LED の進展と展望 ”, 第 177 回ラドテック研究会講演会 , on-line, 10 月 27 日 , (2022).

8.

平山秀樹 , “ 人体無害ウイルス不活化 230nmLED の新たな展望 ”, 第４１回電子材料シンポジウム , 奈良 , 10 月 21 日 (2022).

9.

平山秀樹 , “ 人体無害ウイルス不活化 Far-UVC LED の新たな展望 ”, ウイルス不活化共創会議 , 和光 , 9 月 28 日 (2022).

10. 平山秀樹 , 前田哲利 , 定昌史 , 林宗澤 , 王利 , “AlGaN 系 far-UVC 発光デバイスおよび GaAs 系 QCL の結晶成長技術 ”, 2022 年電子情報通信学会ソサイエティ大会 , オンライン開催 , 9 月 6-9 日 (2022).
11. Hirayama, H., Jo, M., Maeda, N., Khan, M. A., and Kashima, Y., “Recent progress and future prospects of AlGaN Deep-UV LED”, RadTech
Asia 2022, Japan, August (2022).
12. Hirayama, H., “Development of 230nm Far-UVC LED panel for application to human-safe virus inactivation”, 20th International
Conference Laser Optics (ICLO 2022), Russia, June (2022).
13. 【Plenary Talk】Hirayama, H., “Progress of deep-UV LEDs by increasing light-extraction efficiency”, The 5th International Workshop
on Ultraviolet Materials and Devices (IWUMD 2022), Korea, May (2022).
14. Lin, T., Wang, L., Wang, K., Grange, T., Birner, S., and Hirayama, H., “Over 1 watt THz QCLs with high doping concentration andvariable Al composition in active structure”, CLEO Laser Science to Photonic Application, U.S.A., May (2022).
15. 鹿嶋行雄 , “UVC-LED 高効率化の現状と最新応用例 ”, Optics & Photonics International Exhibition (OPIE’ 22) 紫外線応用技術セミナー ,横浜 , 4 月 20 日 (2022).
16. 平山秀樹 , “ コロナ社会に期待される深紫外線 ”, Optics & Photonics International Exhibition (OPIE’ 22) 紫外線応用技術セミナー , 横
浜 , 4 月 20 日 (2022).

（４）会議、シンポジウム、セミナー主催 ／ Meeting, Symposiums and Seminars
1.

RIKEN-NICT-East Asia Receiver Joint Workshop, RIKEN Wako Campus, December 14-15 (2022).

（５）特許出願 ／ Patent Applications
1.

平山秀樹 , 鹿嶋行雄 , 松浦恵里子 , 篠原秀敏 , 岩井武 , 長野丞益 , 上村隆一郎 , 長田大和 , 祝迫恭 , 大神裕之 , 毛利健吾 , “ 深紫外ＬＥＤ ”,
2022-169829, 2022 年 10 月 24 日 .

2.

平山秀樹 , Yun Joosun, Lin Tsung-Tse, “ 量子カスケードレーザー素子 ”, JP2022/039093, 2022 年 10 月 20 日 .

3.

前田哲利 , 平山秀樹 , Khan Muhammad Ajmal, 祝迫恭 , 大神裕之 , 毛利健吾 , “ 紫外発光素子およびそれを備える電気機器 ”, 2022-

4.

定昌史 , 平山秀樹 , “ 紫外発光ダイオードおよびそれを備える電気機器 ”, JP2022/027508, 2022 年 7 月 13 日 .

5.

平山秀樹 , Wang Li, “ 酸化亜鉛系量子カスケードレーザー素子 ”, 2022-106750, 2022 年 7 月 1 日 .

6.

Wang Li, 平山秀樹 , Lin Tsung-Tse, “ 量子カスケードレーザー素子 ”, PTC/JP2022/022136, 2022 年 5 月 31 日 .

121562, 2022 年 7 月 29 日 .

（６）特筆すべき事項・トピックス（雑誌表紙などの掲載記事）／ Topics
1.

56[ 出展 ] CEATEC 2022，“1.3W 高出力 THz 量子カスケードレーザーを実現 ”,

2022 年 10 月 18-21 日 .

光量子制御技術開発チーム ／ Photonics Control Technology Team
（１）原著論文 (accept) を含む ／ Original Papers
1.

Nozawa, S., Saito, N., Kawahara, T., Wada, S., Tsuda, T. T., Maeda, S., Takahashi, T., Fujiwara, H., Narayanan, V. L., Kawabata, T., andJohnsen, M. G., “A statistical study of convective and dynamic instabilities in the polar upper mesosphere above Tromsø”, Earth,Planets and Space volume 75, Article number: 22 (2023).

2.

Zhang, Y., Xue, Y., Ogawa, T., Wada, S., and Wang, J.Y., “3D Printed Alginate Hydrogels with Stiffness-Gradient Structure in a
Carbomer Supporting Bath by Controlled Ca2+ Diffusion ACS Appl. Eng. Mater. 2023, 1, 2, 802–812, (2023).

3.

Battisti, M., Belov, A., Bertaina, M.E., Bisconti, F., Blin, S., Eser, J., Filippatos, G., Klimov, P., Manfrin, M., Mignone, M., Miyamoto, H.,
Parizot, E., Piotrowski, L.W., Prévôt, G., Mormile, E. S., Sarazin, F., Szabelsk, J., Wiencke, L., on behalf of the JEM-EUSO Collaboration,“EUSO-SPB2 Fluorescence Telescope trigger test within the EUSO@TurLab Project”, Nucl.Instrum.Meth.A 1045, 167611 (2023).

4.

Mao, Z., Fukuma, Y., Tsukada, H., and Wada, S., “Risk prediction of chronic diseases with a two-stage semi-supervised clustering
method”, Preventive Medicine Reports, Volume 32, 102129 (2023).

5.

Muneem, A., Yoshida, J., Ekawa, H., Hino, M., Hirota, K., Ichikawa, G., Kasagi, A., Kitaguchi, M., Kodaira, S., Mishima, K., Nabi, J.U.,
Nakagawa, M., Sakashita, M., Saito, N., Saito, T.and R., Wada, S., and Yasuda, N., “Study on the reusability of fluorescent nuclear track
detectors using optical bleaching”, Radiation Measurements, Volume 158, 106863 (2022).

6.

Yumoto, M., Miyata, K., Kawata Y., and Wada, S., “Mid-infrared electronic wavelength tuning through intracavity difference-

7.

Jia, C., Zhang, Y., Wang, Y., Gao, J., Raza, A., Ogawa, T., Wada, S., and Wang, J.Y., “Positively charged and neutral drug-loaded

frequency mixing in Cr:ZnSe laser”, Scientific Reports volume 12, Article number: 16576 (2022).
liposomes as the aerosolized formulations for the efficacy assessment of tumor metastases to lungs”, Journal of Drug Delivery
Science and Technology 80(3):104081, (2022).
8.

Tsuno, K., Wada, S., Ogawa, T., Saito, Norihito, Fukushima, Tadanori, Ebisuzaki, T.,  Nakamura, Y., and Sasoh, A., “Laser ablationinduced impulse study for removal of space debris mission using small satellite”, Applied Physics A volume 128, Article number: 932(2022).

9.

Matsuura, R., Lo, C.W., Ogawa, T., Nakagawa, M., Takei, M., Matsumoto, Y., Wada, S., Aida, Y., “Comparison of the inactivation capacityof various UV wavelengths on SARS-CoV-2”, Biochemistry and biophysics reports, December 2022, 2022-12-00, 20221201, 20221107(2022).

10. Miyata, K., Yumoto, M., Kawata, Y., Imai, S., and Wada, S., “Parametric downconversion via vibronic transition”, Optics Letters Vol. 47,
Issue 14, pp. 3383-3386 (2022).
11. Miyata, K., Kato, K., Wada, S., and Petrov, V., “Thermo-optic dispersion properties of CdSe forparametric nonlinear interactions”,

Optical Materials Express Vol. 12, Issue 3, pp. 963-969 (2022).
12. Koike, K., Nare, M., Fukushima, M., Bae, H., HA, J. S., Fujii, K., WADA, S., “Effects of Ag Nanoparticle Coated Metal Electrodes on
Electrochemical CO2 Reduction in Aqueous KHCO3”, Electrochemistry 2022 Volume 90 Issue 3 Pages 037009 (2022).

13. Yumoto, M., Miyata, K., Kawata, Y., and Wada, S., “Mid-infrared electronic wavelength tuning throught intracavity differencefrequency mixing in Cr:ZnSe lasers“, Scientific Reports volume 12, Article number: 16576 (2022).
14. Yumoto, M., Kawata, Y., and Wada, S., “Mid‑infrared‑scanning cavity ring‑down CH2F2 detection using electronically tuned Cr:ZnSelaser”, Scientific Reports volume 12, Article number: 7879 (2022).

15. Miyata, K., Yumoto, M., Kawata, Y., Imai, S., and Wada, S., “Parametric downconversion via vibronic transition” Optics Letters. 2022.
47. 14. 3383-3386Preprint, (2022).
16. Miyamoto, H., Kawachi, N., Kurotani, A., Moriya, S., Suda, W., Suzuki, K., Matsuura, M., Tsuji, N., Nakaguma, T., Ishii, C., Tsuboi, A.,
Shindo, C., Kato, T., Udagawa, M., Satoh, T., Wada, S., Masuya, H., Miyamoto, H., Ohno, H., Kikuchi, J., “Computational estimation of
sediment symbiotic bacterial structures of seagrasses overgrowing downstream of onshore aquaculture”, Environmental Research,
Vol.219, 115130 (2023).

（２）著書・解説など ／ Book Editions, Review Papers
1.

和田智之 ,“ 宇宙開発の新展開 ”, OPTRONICS, 2022, 7, N0.487, (2022).

2.

小川貴代 , 津野克彦 , 福島忠徳 , 戎崎俊一 , 和田智之 , 中村友祐 , 佐宗章弘 , “ これからの宇宙環境とデブリ除去技術 ”, OPTRONICS,

3.

江尻省 , 中村卓司 , 西山尚典 , 津田卓雄 , 津野克彦 , 阿保真 , 川原琢也 , 小川貴代 , 和田智之 , “ 宇宙開発の新展開 ”, OPTRONICS, 2022,

2022, 7, N0.487, (2022).

57

7, N0.487, (2022).
4.

和田智之 , 野田進 , 大高 一雄 , 波多腰玄一 , 迫田和彰 , 鯉沼秀臣 , “ フォトニック

結晶：研究の系譜と新しい半導体レーザーの進化 ”,

科学 , 22/05, p.411-422, (2022).
5.

半田敬信 , 松山剛 , 藤井克司 , 和田智之 , “ 分散型水素エネルギーシステムの展望とその要素技術の開発 ”, スマートグリット , 2022, 7,
p.9-13 (2022).

6.

和田智之 , 小川貴代 , 斎藤徳人 , “ アグリバイオ ”, Jan. 2022, vol.6, No.1, p33-36, (2022).

7.

村上武晴 , 斎藤徳人 , 小町祐一 , 坂下亨男 , 和田智之 , “ 光技術を用いたインフラ 計測の研究 ‐ インフラ計測におけるライダー技術の利用 “. 計測技術 , 2022, 4, 657, vol.50, No.5, p1-5, (2022).

（３）招待講演 ／ Invited Talks
1.

S. Wada, “Inactivation of coronavirus (SARS-CoV-2) by deep ultraviolet irradiation”, OPTICS & PHOTONICS International Congress

2.

S. Wada, “Removal of Sparce debris with Laser Induced Ablation”, COLA 2021/2022 16th International Conference on Laser Ablation,

3.

S. Wada, “ レーザーアブレーションによるデブリ衛星の位置制御 ”, 98th Japan Laser Processing Society Conference, Okayama,

4.

M.Yumoto, Saito, N, and Wada, S, “Cr2+ 添加カルコゲン化物を用いた中赤外レーザー ”, The 41st Annual Meeting of The Laser Society

5.

和田智之 , “ 光技術を利用したスマート農業 ”, OPTICS & PHOTONICS International Exhibition OPIE’22 レーザー基礎＆応用技術セミ

2022, Online, April 2022. (keynote)
Matsue, Japan&online, April 2022. (invited)Japan, January 2023. (Plenary)of Japan, January 2021 (Invited)
ナー , April 2022 (Invited)（４）会議、シンポジウム、セミナー主催 ／ Meeting, Symposiums and Seminars
1.

ウイルス不活化共創会議、“ 成果報告会 ”, 和光 , 9 月 28 日（2022）（５）特許出願 ／ Patent Applications
1.

和田智之 , 斎藤徳人 , 松山知樹 , 坂下亨男 , 他 , “ 人工気象装置及び人工気象システム ”, 2022-006991, 2022 年 1 月 20 日 .

2.

湯本正樹 , 川田靖 , 和田智之 , “ 分光システムおよび分光方法 ”, 2022-08235, 2022 年 1 月 21 日 .

3.

和田智之 , 小川貴代 , 他 , “ 無人飛行体を用いた光照射システム ”, 2022-030993, 2022 年 3 月 1 日 .

4.

和田智之 , 小川貴代 , 他 , “ 無人飛行体を用いた光照射システム ”, 2022-030986, 2022 年 3 月 1 日 .

5.

和田智之 , 小川貴代 , 他 , “ 飛沫感染防止のための衝立 ”, 2022-03173, 2022 年 3 月 2 日 .

6.

和田智之 , 神成淳司 , 前田浩希 , 坂本達也 , “ 感染リスク推定方法及び感染リスク  推定装置 ”, JP2022-001308, 2022 年 1 月 17 日 .

7.

和田智之 , 小川貴代 , 他 , “ レーザ増幅媒体およびレーザ増幅媒体の製造方法 ”, JP2022-005808, 2022 年 2 月 15 日 .

8.

丸山真幸 , 加瀬究 , 斎藤徳人 , 和田智之 , “ 光音響顕微鏡及び光音響計測方法 ”, 2022-154072, 2022 年 2 月 15 日 .

9.

湯本正樹 , 宮田憲太郎 , 川田靖 , 他 , “ レーザ発振器およびレーザ発振方法 ”, 2022-089698, 2022 年 6 月 1 日 .

10. 和田智之 , 種石慶 , 他 , “ 疾病リスク評価方法、疾病リスク評価システム及び健康情報処理装置 ”, JP2022/021744, 2022 年 5 月 27 日 .
11. 藤井克司 , 小池佳代 , 和田智之 , 他 , “ カソード電極、カソード電極と基材との複合体及びカソード電極と基材との複合体の製造方法 ”,
US17/815149, 2022 年 7 月 26 日 .
12. 和田智之 , 他 , “ 建屋内構造物認識システム及び建屋内構造物認識方法 ”,  JP2022/033305, 2022 年 9 月 5 日 .
13. 和田智之 , 小川貴代 , 竹谷皓規 , “ 成分分析装置および成分分析方法 ”, JP2022/030901, 2022 年 8 月 15 日 .
14. 津野克彦 , 藤井克司 , 小池佳代 , 和田智之 , “ 直流バス制御システム ”, JP2022/045490, 2022 年 12 月 9 日 .
15. 津野克彦 , 藤井克司 , 小池佳代 , 和田智之 , “ 直流バス制御システム ”, JP2022/036033, 2022 年 9 月 27 日 .
16. 和田智之 , 道川隆士 , 佐々高史 , 国本幸紀 , 吉村倖平 , “ 打撃点分析システム、打撃点分析方法、及びプログラム ”, 2022-140194, 2022
年9月2日.
17. 和田智之 , 佐々高史 , 道川隆士 , 国本幸紀 , 重田将宏 , 吉村倖平 , “ 異常音判定  方法、異常音判定プログラム及び異常音判定システム ”,
JP2022/035838, 2022 年 9 月 27 日 .

（６）特筆すべき事項・トピックス（雑誌表紙などの掲載記事）／ Topics

58

1.

理化学研究所 WebPage, 広報活動、お知らせ 2022, “ 秋篠宮皇嗣殿下が AOI-PARC をご視察 ”.

2.

RIKEN NEWS, “ 光を操り「安心安全な空間づくり ”, Winter 2022, No.480.

2022 年 7 月 28 日 .

先端光学素子開発チーム ／ Photonics Control Technology Team
（１）原著論文 (accept) を含む ／ Original Papers
1.

Iwaguchi S, Nishizawa A, Chen Y, Kawasaki Y, Ishikawa T, Kitaguchi M, Yamagata Y, Wu B, Shimizu R, Umemura K, Tsuji K, Shimizu H,
Michimura Y, Kawamura S., “Displacement-noise-free interferometeric gravitational-wave detector using unidirectional neutrons
with four speeds”, Physics Letters A 458, 128581 (2023).

2.

Aoki H, Yuki M, Shimizu M, Hongoh Y, Ohkuma M, Yamagata Y., “Agarose gel microcapsules enable easy-to-prepare, picolitre-scale,single-cell genomics, yielding high-coverage genome sequences”, Sci. Rep. 12, 17014–17026 (2022).

（２）会議、シンポジウム、セミナー主催 ／ Meeting, Symposiums and Seminars
1.

VCAD システム研究会

光学素子分科会 第 11 回 (2022/03/08) リモート開催 , 第 12 回 (2022/12/15)  Coredo 日本橋 ( ハイブリッド )（３）特許出願 ／ Patent Applications
1.

海老塚昇、山形豊 「ガラス成形用金型およびガラス成形物の成型方法」 JP2022-024346 (2022/06/17)（４）特筆すべき事項・トピックス（雑誌表紙などの掲載記事）／ Topics
1.

理化学研究所

プレスリリース「１細胞ゲノム解析用マイクロカプセル - 簡便で高精度な、微生物のゲノム DNA 解析ー」 2022 年

2.

日刊工業新聞 2022 年 10 月 19 日号 「微生物１細胞ゲノム解析

3.

ニュースイッチ「微生物の１細胞ゲノム解析、理研が要素技術を開発した意義」2022 年 10 月 24 日

4.

TOYO Technical Magazine「超精密加工・バイオ工学がゲノム研究を助ける―微生物 1 細胞ゲノム解析用「AGM™ 試薬キット」の開10 月 18 日
理研など要素技術開発」

発について」2022 年 12 月号

中性子ビーム技術開発チーム ／ Neutron Beam Technology Team
（１）原著論文 (accept) を含む ／ Original Papers
1.

Teshigawara, M., Ikeda, Y., Yan, M., Muramatsu, K., Sutani, K., Fukuzumi, M., Noda, Y., Koizumi, S., Saruta, K., and Otake, Y., “NewMaterial Exploration to Enhance Neutron Intensity below Cold Neutrons: Nanosized Graphene Flower Aggregation”, Nanomaterials
2023. 13(1), 76 (2023).  

2.

Watanabe,A., Sekiguchi, K., Inoc, T., Inoue, M., Nakai, S., Otake, Y., Taketani, A., and Wakabayashi, Y., “Absolute He polarimetry for a

3.

Kawamura, H., Takanashi, T., Ohe, A., and Nemoto, M., “Development of optical computed tomography system for polymer gel

4.

Takano, H., Wu, Y., Samoto, T., Taketani, A., Takanashi, T., Iwamoto, C., Otake, Y., and Momose, A., “Demonstration of Neutron Phase5.

Ikeda, S., Kobayashi, T., Otake, Y., Matsui, R., Okamura, M., and Hayashizaki, N., “Fabrication and RF test of the 500 MHz-RFQ linear

6.

Ikeda, Y., Teshigawara, M., Yan, M., Iwamoto, C., Fujita, K., Abe, Y., Wakabayashi, Y., Taketani, A., Takanashi, T., Harada, M.b.,double-chambered cell using transmission of thermal neutrons”, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 1043, 167486 (2022).
dosimetry”, Phys. Med. 92.S239(22), 00516-6 (2022).
Imaging Based on Talbot–Lau Interferometer at Compact Neutron Source RANS”, Quantum Beam Sci. 6(2), 22, (2022).
accelerator for a transportable neutron source RANS-III”, J. Neutron Res. 24, no. 3-4, pp. 249-259, (2022).
Hashiguchi, T., Yamagata, Y., Matsuzaki, Y., Ma, Baolong., Takamura, M., Mizuta, M., Goto, M., Ikeda, S., Kobayashi, T., and Otake, Y.,“Experimental validation of cold neutron source performance with mesitylene moderator installed at RANS” , J. Neutron Res. 24, no.
3-4, pp. 373-383,(2022).
7.

Taketani, A., Takanashi, T., Iwamoto, C., Kobayashi, T., and Takamura, M., “Sample-motion-synchronized neutron stroboscope at

8.

Sugihara, K., Ikeda, Y., Kobayashi, T., Fujita, K., Ikeda, S., Shigyo, N., and Otake, Y.,  “Radiation field characterization with emphasis on

9.

Mori, T., Tong, K., Yamamoto, S., Chauhan, S., Kobayashi, T., Isaka, N., Auchterlonie, G., Wepf, R., Suzuki, A., Ito, S., and Ye, F., “Active Pt-

RANS”, J. Neutron Res. 24, no. 3-4, pp. 421-426, (2022).
the collimator configuration at the compact neutron source RANS-II facility”, J. Nucl. Sci. Tech. 60, Issue 2, pp.110-123 (2023).
Nanocoated Layer with Pt–O–Ce Bonds on a CeOx Nanowire Cathode Formed by Electron Beam Irradiation”, ACS Omega. 7, 29, pp.

59

25822–25836 (2022).
10. Lee, S. Ran., Kim, A., Choi, S., Ikeda, T., Kobayashi, T., Isoshima, T., Cho, S., Kim, Y., “Amorphous to Polycrystalline Phase Transition in
La2O3 Films Grown on a Silicon Substrate Forming Si-Doped La2O3 Films”, PHYS STATUS SOLIDI A. 219, Issue 23, 2200318 (2022).
11. Okuno, Y., Matsui, T., Kobayashi, T., Imaizumi, M., Jimba, Y., Hao, Y., Kondo, S., Kaneko, Y., and Kasada, R., “Hybrid Organic–Inorganic
Perovskite Semiconductor-Based High-Flux Neutron Detector with BN Converter”, ACS Appl. Electron. Mater. 4, 7, pp. 3411–3420(2022).
12. 大竹淑恵，水田真紀 , “ 中性子技術を用いたコンクリートの評価技術の最前線③小型中性子源の開発と維持管理への活用最前線 ”, コ
ンクリート工学，6，No.4，pp.346-350,(2022).
13. 千頭啓司，鈴木浩明，水田真紀，上原元樹 , “ 表面含浸材を施工したモルタルのスケーリング抑制効果 ”, コンクリート工学年次論文
集，44，No.1，pp.562-567 (2022).
14. 久保善司，小黒拓郎，水田真紀，大竹淑恵 , “ 水分浸透の中性子イメージング観察 によるシリカフュームの緻密化に関する基礎的検討 ”, コンクリート工学年次論文集，44，No.1，pp.406-411, (2022).
15. 久保善司，小黒拓郎，水田真紀，大竹淑恵 , “ 中性子イメージングによるコンクリート中の水分浸透現象に関する一考察 ”, 日本材料学会，コンクリート構造物の補修，補強，アップグレード論文報告集 , 22，pp.119-122 (2022).
16. Suzuki, H., Uehara, M., Mizuta M., and Otake, Y., “Moisture Behavior in Concrete Repaired by Patching Observed with Neutron
Imaging，_206”, Quarterly Report of RTRI. 63，No.3，pp.206-211 (2022).
17. 藤田訓裕 , 岩本ちひろ , 高梨宇宙 , 大竹淑恵 , “RI 中性子源を用いた床版内部劣化の 2 次元イメージングの実証試験 ”, 道路橋床版シンポジウム論文報告集 , 12, pp. 135-140 (2022).
18. 岩本ちひろ , “ 小型中性子源を用いた中性子回折高度化の多様性と魅力 ”, 日本鉄鋼協会会報ふぇらむ , 27, pp.31-38 (2022).
19. Iwamoto, C., Takamura, M., Ueno, K., Kataoka, M., Kurihara, R., Xu, P.G., and Otake, Y., “Improvement of Neutron Diffraction at
Compact Acceleratordriven Neutron Source RANS Using Peak Profile Deconvolution and Delayed Neutron Reduction for StressMeasurements”, ISIJ Int. 62, No. 5, pp. 1013–1022 (2022).
20. 若林泰生 , Yan Mingfei, 高村正人 , 池田裕二郎 , 大竹淑恵 , “ コンクリート内塩 分の非破壊検査のための中性子塩分計 RANS- μの開発 ”, 検査技術 27, (5), pp.16-22 (2022).
21. Ikeda, Y., Teshigawara, M., Yan, M. F., Iwamoto, C., Fujita, K., Abe, Y., Wakabayashi, Y., Taketani, A., Takanashi, T., Harada, M.,
Hashiguchi, T., Yamagata, Y., Matsuzaki, Y., Ma, M. B. L., Takamura, M., Mizuta, M., Goto, M., Ikeda, S., Kobayashi, T., and Otake, Y.,“Experimental validation of cold neutron source performance with mesitylene moderator installed at RANS”, J. Neutron Res. 24, no.
3-4, pp. 373-383 (2022).
22. Yan, M., Ma, B., Hashiguchi, T., Taketani, A., Iwamoto, C., Wakabayashi, Y., Fujita, K., Takanashi, T., Takamura, M., Kobayashi, T., Ikeda,S., Mizuta, M., Ikeda, Y., and Otake, Y., “Investigation of Dose Rate Distribution in an Experimental Hall of a RIKEN Accelerator-Driven
Compact Neutron Source Based on the ⁹Be(p, n) Reaction With 7 MeV Proton Injection”, IEEE. Trans. Nucl .Sci. 69, Issue: 2, pp.118 –
125 (2022).
23. Yan, M., Wakabayashi, Y., Takamura, M., Ikeda, Y., and Otake, Y., “Optimization study of chlorine detection sensitivity in concrete
based on prompt gamma analysis using 252Cf neutron source”, Appl Radiat Isot. 188,110393 (2022).
24. Wakabayashi, Y., Yan, M., Takamura, M., Ooishi, R., Watase, H., Ikeda, Y. and Otake, Y., “Development of neutron salt-meter RANS- μfor non-destructive inspection of concrete structure at on-site use” J. Neutron Res. 24, no. 3-4, pp. 411-419 (2022).
25. Koshikawa, N., Omata, A., Masubuchi, M., Kataoka, J., Kadonaga, Y., Tokoi, K., Nakagawa, S., Imada, A., Toyoshima, A., Matsunaga, K.,
Kato, H., Wakabayashi, Y., Kobayashi, T., Takamiya, K., and Ueda, M., “
26. Activation imaging of drugs with hybrid Compton camera: A proof-of-concept study”, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res.

A.1045,167599 (2022).
27. Koshikawa, N., Omata, A., Masubuchi, M., Okazaki, Y., Kataoka, J., Matsunaga, K., Kato, H., Toyoshima, A., Wakabayashi, Y., andKobayashi, T., “Activation imaging of drugs with hybrid Compton camera: A proof-of-concept study”, J. Appl. Phys. 121, 193701(2022).
28. Fujiwara, T., Miyoshi, H., Mitsuya, Y., Yamada, L. N., Wakabayashi, Y., Otake, Y., Hino, M., Kino, K., Tanaka, M., Oshima, N., andTakahashi, H., “Neutron Flat-Panel Detector using In-Ga-1 Zn-O Thin-Film Transistor”, Rev. Sci. Instrum.93, pp.013304-01-08（２）著書・解説など ／ Book Editions, Review Papers
1.

藤田訓裕 , “ 中性子によるコンクリート構造物の非破壊イメージングおよび定量評価法 ”, Isotope News,〔No.783〕2022 年 10 月号
p.11-15 (2022).

60(2022).

2.

大竹淑恵、水田真紀 , “ 小型中性子源の開発と維持管理への活用最前線 ”, コンクリート工学 , Vol.60, No.4, p.346-350 (2022).

3.

若林泰生、Yan Ming fei、高村正人、大竹淑恵、大石龍太郎、渡瀬博 , “ コンクリート内塩分の非破壊検査のための中性子塩分計
RANS- μの開発 ”, 月刊検査技術 ,Vol.27, No.5, p.16-22 (2022).

4.

高村正人 , “ プレス成形シミュレーションと残留応力 , “ 素形材 , Vol.63，No.2, p.14-20 (2022)．

（３）招待講演 ／ Invited Talks
1.

Hatsuda, M., Taketani, A., Takanashi, T., Wakabayashi, Y., Otake, Y., Kawasaki, H., Shigenaga, A., Ichinose, A., Kamata, Y., Kimura, H.,
Koganei, Y., Komoriya, S., Sakai, M., Hamano, Y., Yoshida, M., Ikeda, K., and Yamakura, F.,“Effects of neutron radiation on food in deep
space environments”, AMACEE2022/ ATSA2022/ LEA2022/ACLIBS

2.

Joint International Conference, Online, December(2022).

Takanashi, T., and Otake, Y., “Compact neutron systems RANS and novel mathematical algorithms to expand the possibilities ofneutron CT”, AMACEE2022/ATSA2022/LEA2022 Joint International Conference-WEB, Tokushima Japan, Online, December (2022).

3.

Takanashi, T., “The Power of Mathematics in Biological Research (3D image by tomography)”, Riken-Unistra Networking seminar[A potential interdisciplinary project between mathematics and immunology] IBMC–Salle des séminaires, Mercredi 2 (Strasboug
France), November (2022).

4.

Otake, Y., “RIKEN Compact Neutron Systems and RANS Project and their capabilities.
-RANS Upgrade and Achievements for a Preventive Maintenance”,TWNSS annual meeting 2022,Taiwan,November (2022).

5.

KeynoteOtake, Y., “RIKEN Accelerator-driven compact neutron systems and RANS project-Towards stress measurement and preventive maintenance of infrastructures-”, International Conference on Neutron scarttering
2022,Buenos Aires, Argentine Republic, August(2022).

6.

Otake, Y., “RIKEN Accelerator-Driven Compact Neutron Systems and their Capabilities for Material Science and Engineering”,
PHYSICS AND ITS APPLICATIONSS San Francisco, CA, Hybrid, July (2022).

7.

Otake, Y., “RIKEN Accelerator-Driven Compact Neutron Systems, RANS Project and Their Capabilities -”,13th International Particle
Accelerator Conference IPAC22, Bankgkok, online, June (2022).

8.

INVITED

Otake, Y., “RIKEN Accelerator-Driven Compact Neutron Systems and RANS Project-RANS Upgrade and Achievements for a Preventive
Maintenance”,4th Global Webinar on Materials Science and Engineering (GWMSE-2022), June (2022).

Organizing Committee

Member and Plenary Speaker
9.

Otake, Y., “RIKEN Accelerator-driven compact neutron systems and RANS project”, International Conference on Accelerators for
Research and Sustainable Development: From Good Practices Towards Socioeconomic Impact (AccConf ’22), online+ Vienna,
Austria, May (2022). plenary overview talk    10. Otake, Y., “RIKEN Accelerator-driven compact neutron systems, RANS project and their capabilities”, UCANS9（9th Union for
Compact Accelerator-driven Neutron Sources), Wako(online),

March (2022).

11. 高梨宇宙 , “ 小型中性子源による CT イメージング ”, 第２回中性子産業利用の研究会 , 茨城 , 1 月 11 日 (2022).
12. 大竹淑恵 ,” 限りなく軽量な小型中性子源ならびにインフラ非破壊計測技術の開発と普及 ”, 日本中性子科学会 第 22 回年会 , 幕張 ,10
月 26 日 (2022).
13. 大竹淑恵 ,” 理研小型中性子源システム

RANS での非破壊計測ならびに最新の応力計測へ向けての開発状況の紹介 ”, 日本鉄鋼協会 ,若手交流フォーラム テーマ：最先端の非破壊計測技術 , オンライン , 9 月 14 日 (2022).
14. 大竹淑恵 ,” 理研小型中性子源 RANS プロジェクトの実績と今後の展開 ー普段使いの加速器中性子源の実績ー ”, 第 46 回中国地区放射線影響研究会 , オンライン , 9 月 7 日 (2022).
15. 高梨宇宙 ,” チュートリアル −産業利用のためのイメージング− 小型中性子源 RANS のイメージング− C T イメージングの新たな再構築法 2”, 第 3 回中性子産業利用の研究会 ( 茨城県中性子利用研究会 令和 4 年度第 1 回 iMATERIA 研究会 合同開催 ), 北大、オンライ
ン , 4 月 21 日 (2022).
16. 大竹淑恵 ,” チュートリアル −産業利用のためのイメージング−  小型中性子源 RANS のイメージング− RANS プロジェクトの最新状
況 ”, 第 3 回中性子産業利用の研究会 ( 茨城県中性子利用研究会 令和 4 年度第 1 回 iMATERIA 研究会 合同開催 ), 北大、オンライン , 4
月 21 日 (2022).

（４）会議、シンポジウム、セミナー主催 ／ Meeting, Symposiums and Seminars
1.

理研シンポジウム , “2022 年度

RANS シンポジウム「ついに始まった中性子現場利用 - 中性子のものづくり・インフラ産業での利2.

Work Shop, “6th Joint Workshop of RIKEN RAP and JCNS”, RIKEN, Wako, Saitama, Japan, (online),12 月 2 日 (2022).

用とサイエンスへの挑戦 -」”, 和光 , 11 月 30 日 (2022).

61

3.

International Symposium “9th Union for Compact Accelerator-Driven Neutron Source (UCANS9)”, RIKEN, Wako, Saitama, Japan,

4.

第 55 回理研セミナー 中性子シリーズ「X 線・中性子回折の基礎、装置開発と応用

5.

4. 第 54 回理研セミナー 中性子シリーズ「IAEA activity」,Danas Ridikas ,IAEA, 和光市 , ハイブリッド ,20230130

6.

5. 第 53 回理研セミナー 中性子シリーズ「Neutron scattering in Sweden: A look into liquid flow」Max_Wolff, Professor in Uppsala(online),3 月 28-31 日 (2022).
誉教授

ー日本の中性子科学の変遷ー」, 野田幸男 , 名

東北大学 , 和光市 , ハイブリッド ,20230323

University, Sweden, 和光市 , ハイブリッド 202201107
7.

6. 第 52 回理研セミナー 中性子シリーズ放射光利用による「応力」を中心とした材料強度評価 , 菖蒲敬久 , 教授 , 国立研究開発法
人

日本原子力研究開発機構

中性子材料解析研究ディビジョン , 階層構造研究グループ

グループリーダー , 和光市 , ハイブリッ

ド ,20220711（５）特許出願 ／ Patent Applications
1.

岩本ちひろ , “ 飛跡検出による速中性子エネルギー分布検出手法 ”, 特願 2022-069011, 2022 年 4 月 19 日 .

2.

池田裕二郎 , “ 炭素構造体 ”, 特願 2022-161968, 2022 年 10 月 6 日 .（インキュ ベー ションアライアンス、JAEA とのグラフェンの共願。）（６）特筆すべき事項・トピックス（雑誌表紙などの掲載記事）／ Topics
1.

プレスリリース、早稲田大学 , 大阪大学 , 理化学研究所 , 京都大学 , 岡山大学 , 科学技術振興機構 片岡淳 , 豊嶋厚史 , 加藤弘樹 , 角永
悠一郎 , 松永恵子 , 小林知洋 , 若林泰生 , 高宮幸一 , 上田真史 , “ 様々な元素の分布を可視化する「放射化イメージング」に成功－これまで難しかった薬物動態の可視化など、診断・治療への応用に期待－ ”, 2022 年 11 月 9 日

2.

プレスリリース、岩本ちひろ、髙村正人、大竹淑恵 , “ 小型中性子源で鋼材内部の応力の測定が可能に－現場での応力測定実現へ向けた技術開発－ ”, 2022 年 5 月 17 日

技術基盤支援チーム ／ Advanced Manufacturing Support Team
（１）原著論文 (accept) を含む ／ Original Papers
1.

Kobayashi T, Ohnishi T, Osawa T, Pratt A, Tear S, Shimoda S, Baba H, Laitinen M, Sajavaara T. “In ‐ Operando Lithium ‐ Ion
Transport Tracking in an All ‐ Solid ‐ State Battery”, Small 18, e2204455 (2022).

62

Press Releases

プレスリリース
2022/4/26

生命光学技術研究チーム / Biotechnological Optics Research Team色褪せない蛍光タンパク質－細胞微細構造やウイルスの定量的観察を可能にする技術－

A highly photostable and bright green fluorescent protein

Masahiko Hirano, Ryoko Ando, Satoshi Shimozono, Mayu Sugiyama, Noriyo Takeda, Hiroshi Kurokawa, Ryusaku Deguchi, Kazuki Endo,
Kei Haga, Reiko Takai-Todaka, Shunsuke Inaura, Yuta Matsumura, Hiroshi Hama, Yasushi Okada, Takahiro Fujiwara, Takuya Morimoto,
Kazuhiko Katayama, Atsushi Miyawaki, “A highly photostable and bright green fluorescent protein”, Nature Biotechnology, 10.1038/
s41587-022-01278-2

2022/5/6

生細胞超解像イメージング研究チーム / Live Cell Super-Resolution Imaging Research Teamタンパク質の選別輸送の品質管理－糖脂質（GPI アンカー）のリモデリングによる制御－

Quality-controlled ceramide-based GPI-anchored protein sorting into selective ER exit sites

Sofia Rodriguez-Gallardo, Susana Sabido-Bozo, Atsuko Ikeda, Misako Araki, Kouta Okazaki, Miyako Nakano, Auxiliadora Aguilera-Romero,
Alejandro Cortes-Gomez, Sergio Lopez, Miho Waga, Akihiko Nakano, Kazuo Kurokawa, Manuel Muñiz, and Kouichi Funato, “Qualitycontrolled ceramide-based GPI-anchored protein sorting into selective ER exit sites”, Cell Reports, DOI: org/10.1016/j.celrep.2022.110768

2022/5/17

中性子ビーム技術開発チーム / Neutron Beam Technology Team

小型中性子源で鋼材内部の応力の測定が可能に－現場での応力測定実現へ向けた技術開発－

Improvement of Neutron Diffraction at Compact Accelerator-driven Neutron Source RANS Using Peak Profile
Deconvolution and Delayed Neutron Reduction for Stress Measurements
Chihiro IWAMOTO, Masato TAKAMURA, Kota UENO, Minami KATAOKA, Ryo KURIHARA, Pingguang XU and Yoshie OTAKE, “Improvementof Neutron Diffraction at Compact Accelerator-driven Neutron Source RANS Using Peak Profile Deconvolution and Delayed Neutron
Reduction for Stress Measurements”, ISIJ International, 10.2355/isijinternational.ISIJINT-2021-420

2022/5/20

量子オプトエレクトロニクス研究チーム / Quantum Optoelectronics Research Team

清浄な架橋カーボンナノチューブに量子欠陥を導入－通信波長帯量子光源の高性能化へ新手法－

Formation of Organic Color Centers in Air-Suspended Carbon Nanotubes Using Vapor-Phase Reaction

Daichi Kozawa, Xiaojian Wu, Akihiro Ishii, Jacob Fortner, Keigo Otsuka, Rong Xiang, Taiki Inoue, Shigeo Maruyama, YuHuang Wang,
Yuichiro K. Kato, “Formation of Organic Color Centers in Air-Suspended Carbon Nanotubes Using Vapor-Phase Reaction”, Nature
Communications, 10.1038/s41467-022-30508-z

2022/6/14

テラヘルツ量子素子研究チーム / Terahertz Quantum Device Research Team

テラヘルツレーザーの室温発振を理論実証－透視検査用光源として実用化に期待－

Limitation of parasitic absorption in designs of three-state terahertz quantum cascade lasers with directphonon injection

Li Wang, Tsung-Tse Lin, Thomas Grange, Ke Wang, and Hideki Hirayama, “Limitation of parasitic absorption in designs of three-stateterahertz quantum cascade lasers with direct-phonon injection”, Applied Physics Express, 10.35848/1882-0786/ac4e26

2022/6/22

テラヘルツ量子素子研究チーム / Terahertz Quantum Device Research Team

1.3W 高出力 THz 量子カスケードレーザーを実現－透視検査用光源として実用化に期待－Over 1 Watt output power terahertz quantum cascade lasers by using high doping concentration andvariable barrier-well height

Tsung-Tse Lin, Li Wang, Ke Wang, Thomas Grange, Stefan Birner, and Hideki Hirayama, “Over 1 Watt output power terahertz quantum
cascade lasers by using high doping concentration and variable barrier-well height”, Physica Status Solidi Rapid Research Letters,
10.1002/pssr.202200033

632022/6/24

画像情報処理チーム / Image Processing Research Team

特発性肺線維症の自動診断 AI の共同開発に成功

A comprehensible machine learning tool to differentially diagnose idiopathic pulmonary fibrosis from otherchronic interstitial lung diseases
Taiki Furukawa, Shintaro Oyama, Hideo Yokota, Yasuhiro Kondoh, Kensuke Kataoka, Takeshi Johkoh, Junya Fukuoka, Naozumi
Hashimoto, Koji Sakamoto, Yoshimune Shiratori, Yoshinori Hasegawa,” A comprehensible machine learning tool to differentiallydiagnose idiopathic
pulmonary fibrosis from other chronic interstitial lung diseases”, Respirology, DOI：10.1111/resp.14310

2022/9/9

先端レーザー加工研究チーム / Advanced Laser Processing Research Team

ゲノム編集で遊泳不全ミドリムシの作出に成功－産業利用における回収効率の向上に期待－

CRISPR/Cas9-mediated generation of non-motile mutants to improve the harvesting efficiency of masscultivated Euglena gracilis

Marumi Ishikawa, Toshihisa Nomura, Shun Tamaki, Kazunari Ozasa, Tomoko Suzuki, Kiminori Toyooka, Kikue Hirota, Koji Yamada, Kengo
Suzuki, and Keiichi Mochida, “CRISPR/Cas9-mediated generation of non-motile mutants to improve the harvesting efficiency of masscultivated Euglena gracilis”, Plant Biotechnology Journal, 10.1111/pbi.13904

2022/10/18

先端光学素子開発チーム / Ultrahigh Precision Optics Technology Team

1 細胞ゲノム解析用マイクロカプセル－微生物のゲノム DNA 解析を、簡便かつ高精度に－

Agarose gel microcapsules enable easy-to-prepare, picolitre-scale, single-cell genomics, yielding highcoverage genome sequences

Hiroyoshi Aoki, Masahiro Yuki, Michiru Shimizu, Yuichi Hongoh, Moriya Ohkuma, and Yutaka Yamagata, “Agarose gel microcapsules
enable easy-to-prepare, picolitre-scale, single-cell genomics, yielding high-coverage genome sequences”, Scientific Reports, 10.21203/
rs.3.rs-147972/v2

2022/10/25

光量子制御技術開発チーム / Photonics Control Technology Team

全固体電池内のリチウムイオンの動きを捉えることに成功－全固体電池の研究開発を加速－

In-Operando Lithium-Ion Transport Tracking in an All-Solid-State Battery

Takane Kobayashi, Tsuyoshi Ohnishi, Takahito Osawa, Andrew Pratt, Steve Tear, Susumu Shimoda, Hidetada Baba, Mikko Laitinen, Timo
Sajavaara, “In-Operando Lithium-Ion Transport Tracking in an All-Solid-State Battery”, Small, 10.1002/smll.202204455

2022/11/9

中性子ビーム技術開発チーム /  Neutron Beam Technology Team

様々な元素の分布を可視化する「放射化イメージング」に成功－これまで難しかった薬物動態の可視化など、診断・治療への応用に期待－

Activation imaging of drugs with hybrid Compton camera: A proof-of-concept study.

N. Koshikawa, A. Omata, M. Masubuchi, Y. Okazaki, J. Kataoka, K. Matsunaga, H. Kato, A. Toyoshima, Y. Wakabayashi, and T. Kobayashi,“Activation imaging of drugs with hybrid Compton camera: A proof-of-concept study”, Applied Physics Letters, DOI：10.1063/5.0116570

2022/11/22

量子オプトエレクトロニクス研究チーム / Quantum Optoelectronics Research Team

カーボンナノチューブの近赤外発光の波長制御・高機能化技術を開発－バイオイメージングや先端光科学技術の開発に期待－

ortho-Substituted Aryldiazonium Design for the Defect Configuration-Controlled Photoluminescent
Functionalization of Chiral Single-Walled Carbon Nanotubes

Boda Yu, Sadahito Naka, Haruka Aoki, Koichiro Kato, Daiki Yamashita, Shun Fujii, Yuichiro K. Kato, Tsuyohiko Fujigaya, Tomohiro Shiraki,“ortho-Substituted Aryldiazonium Design for the Defect Configuration-Controlled Photoluminescent Functionalization of Chiral SingleWalled Carbon Nanotubes”, ACS Nano, DOI：10.1021/acsnano.2c09897

642022/12/15

テラヘルツ光源研究チーム / Tera-Photonics Research Team

新原理グラフェントランジスタによる高速・高感度テラヘルツ波の検出に成功－次世代 6G ＆ 7G 超高速無線通信の実現に明るい光－

Fast and Sensitive Terahertz Detection with an Epitaxial Graphene Asymmetric  Dual-Grating-Gate FieldEffect Transistor Structure

K. Tamura, C. Tang, D. Ogiura, K. Suwa, H. Fukidome, Y. Takida, H. Minamide, T., Suemitsu, T. Otsuji1 and A. Satou, “Fast and Sensitive
Terahertz Detection with an Epitaxial Graphene Asymmetric  Dual-Grating-Gate Field-Effect Transistor Structure”, APL Photonics, vol. 7,
pp. 126101-1-126101-10 (2022). DOI: 10.1063/5.0122305

2023/1/11

量子オプトエレクトロニクス研究チーム / Quantum Optoelectronics Research Team

超小型「光周波数のものさし」の精密制御を実証－精密分光や低雑音マイクロ波発生源への応用へ向けて－

Versatile tuning of Kerr soliton microcombs in crystalline microresonators

Shun Fujii, Koshiro Wada, Ryo Sugano, Hajime Kumazaki, Soma Kogure, Yuichiro K. Kato, andTakasumi Tanabe, “Versatile tuning of Kerr soliton microcombs in crystalline microresonators”, Communications Physics, Vol.6 , No.1
(2023)

2023/1/30

先端レーザー加工研究チーム / Advanced Laser Processing Research Team

ユーグレナの眼点をつかさどる色素を同定－微細藻類の光認識機構と色素合成に関する新たな知見－

Zeaxanthin is required for eyespot formation and phototaxis in Euglena gracilis

Shun Tamaki, Kazunari Ozasa, Toshihisa Nomura, Marumi Ishikawa, Koji Yamada, Kengo Suzuki, Keiichi Mochida, “Zeaxanthin is required
for eyespot formation and phototaxis in Euglena gracilis”, Plant Physiology, 10.1093/plphys/kiad001

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News, Meetings, Events

ニュース、会議・イベント開催
July 20, 2022

秋篠宮皇嗣殿下が AOI-PARC をご視察
Crown Prince Akishino visits AOI-PARC

2022 年 7 月 20 日、秋篠宮皇嗣殿下が静岡県沼津市の静岡県農業技術
産学官連携研究開発センター（AOI-PARC）をご視察されました。
AOI-PARC は、静岡県内外の研究機関や企業等が互いの技術力やアイデア力を持ち寄り、協創し、農業の生産性革新に取り組むイノベー
ション拠点であり、理化学研究所（理研）光量子工学研究センターも同拠点で研究開発に取り組んでいます。この度のご視察では、まず、小安重夫理事が AOI-PARC における最新の研究成果を紹介しました。
その後、同センター光量子制御技術開発チームの和田智之チームリー
ダーの案内で「次世代栽培システム」装置をご覧いただきながら、研究内容の説明が行われました。
On July 20, His Imperial Highness Crown Prince Akishino visited AOIPARC in Shizuoka.
The Agri Open Innovation Practical and Applied Research Center(AOI-PARC) is an innovation center where research institutes
and companies from Shizuoka and other prefectures bring theirtechnological capabilities and ideas to work together to create
innovations in agricultural productivity. The RIKEN Center for
Advanced Photonics (RAP) contributes to AOI-PARC by developing
practical applications. During the visit, RIKEN Executive Director
Shigeo Koyasu first introduced the latest research results from AOIPARC, and following that, Team Leader Satoshi Wada of the Photonics Control Technology Team at RAP showed thevisitors the “Next Generation Cultivation System” and explained the details of his group’s research.

August 6, 2022

理化学研究所仙台地区一般公開「テラヘルツ研究を知ろう !!」“Discover Terahertz Electromagnetic Waves!”

理化学研究所仙台地区で実施しているテラヘルツ光研究を一般に公開することで、来場者に研究の内容や意義等について一層の理解を促し、一般公開を通じて仙台市民の科学技術への理解増進に寄与することを趣旨及び目的としている。今年は新型コ
ロナウイルス感染防止を考慮し、オンラインによる開催となった。オンラインビデオ会議ツール（Zoom）を使用し「テラヘルツ研究を知ろう！」をテーマに、テラヘルツ光の説明や、各チームの紹介、「不思議な偏光箱を作ろう！」と題したオンラインでの工作教室を行った。当日は 55 名の参加者があり、質問も沢山出て大変盛り上がった。参加者の皆様に我々が行っている研究を身近に感じていただくことができた。
The purpose of the open-house event is to promote understanding of science and technology among Sendai citizens
by opening the terahertz-wave research at RIKEN Sendai and to encourage visitors to further their understanding of thecontent and significance of the research. The event of this year was held online using the online video conferencing
tool (Zoom) in order to prevent the infection of the new coronavirus. The event was themed “Discover Terahertz
Electromagnetic Waves!” including what’s terahertz, team activities, and an online craft class entitled “Let’s Make a
Mysterious Polarized Light Box!”. The event was attended by 55 participants who made questions and discussions. We
succeeded in making the participants feel familiar with our research.
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December 14-15, 2022

RIKEN-NICT-East Asia Receiver Joint Workshop in FY2022
RIKEN-NICT-East Asia Receiver Joint Workshop in FY2022
2022 年度 理研ー NICT ー東アジア受信機合同ワークショップが，2022 年 12 月 14 ～ 15 日に理研鈴木梅太郎ホールとオンラインのハイブリッド方式にて，理研光量子工学研究センター，情報通信研究機構（NICT），および東アジア受信機コミュニティの共催で開催されました。
今回の合同ワークショップは，2018 年以来およそ約 5 年ぶりに対面を含めた開催となり，計 118 名の参加者（内，現地 57 名，オンライン 61 名）が集まりました．
5 名の招待講演者と若手研究者・学生による発表を中心に，テラヘ
ルツ波およびミリ波技術に関して活発な議論が行われました。
The FY2022 RIKEN-NICT-East Asia Receiver Joint Workshop was held on December 14-15, 2022 as Hybrid meeting (Suzuki
Umetaro Hall, RIKEN Wako Campus & Online).
This joint workshop including face-to-face meetings was held for the first time in about five years since 2018, and a total
number of participants were 118, including 57 on-site and 61 online.
Presentations were made by five invited speakers and young researchers and students of RAP, NICT and East asia Receivercommunity, and active discussions including poster sessions were held.

December 20-21, 2022

RAP シンポジウム：第 10 回「光量子工学研究」−ポストコロナ時代の新しい光科学−

The 10th RAP symposium：“Optical Quantum Engineering Research - A New Photonics Science for the Post-Corona Era
理研シンポジウム：第 10 回「光量子工学研究」−ポストコロナ時代の新しい光科学−
物質・材料研究機構の出村雅彦部門長、大阪大学の永井健治教授、電気通信大学の美濃島薫教授、京都大学の野田進教授、理研開拓研究本部の渡邉力也主任研究員、理研放射光科学研究センターの香村芳樹
チームリーダーによる招待講演のほか、RAP メンバーによる口頭発表
18 件、および 42 件のポスター発表が行われた。3 年ぶりの対面での開催で、オンライン参加を含め 190 名の参加者による活発な議論が繰り広げられました。
The 10th RAP Symposium entitled “The New Optical Science in PostCorona Era” was held on-site and virtually on December 20-21, 2022.
The symposium consisted of six invited talks by Dr. Masahiko Demura,
National Institute for Materials Science (NIMS), Prof. Takeharu Nagai,
Osaka University, Prof. Kaoru Minoshima, The University of ElectroCommunications (UEC), Prof. Susumu Noda, Kyoto University, Dr.
Rikiya Watanabe, CPR, RIKEN, Dr. Yoshiki Kohmura, RIKEN SPring-8
Center, and 18 oral presentations and 42 poster presentations
were given by RAP members.   It was highly successful with 190
participants.

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February 8-9, 2023

第６回 RIKEN-RAP and QST-KPSI Joint Seminar
6th RIKEN-RAP and QST-KPSI Joint Seminar

2023 年 2 月 8 -9 日に、「第 6 回 RIKEN-RAP and QST-KPSI Joint Seminar」が理研光量子工学研究センターと量子科学技術
研究開発機構・関西光科学研究所の共催でハイブリッド開催されました。
RAP・量研関西研より各 3 名、計 6 名のメンバーによる発表が行われ、講演者含む約 40 名で質疑応答など活発な議論が繰り広げられました。次回 2024 年は、理研光量子工学研究センターが幹事となり、オンサイトで開催予定です。
The 6th RIKEN-RAP and KPSI Joint Seminar was held hybrid style organized with QST-KPSI on February 8-9, 2023. The
seminar consisted of 6 presentations each 3 presentations by RAP and QST-KPSI members.
The active discussion and Q&A were performed with approximately 40 participations including panelists. Next time, in
2024, will be an in-person event, hosted by RIKEN-RAP.

6th
RIKEN-RAP and QST-KPSI
Joint Seminar
Date: February 8(Wed.)-9(Thu.), 2023
Place: 大会議室A119 KPSI, QST (Hybrid: Microsoft Teams)[Wed. 8 Feb.]
13:00-13:05 Opening Remarks 河内 哲哉（QST-KPSI）
13:05-13:40 「プラズマミラーシステムによるJ-KAREN-Pレーザーの高時間コントラスト化」
今 亮（QST-KPSI 高強度レーザー科学研究グループ）
13:40-14:15 「High energy, ultrashort CEP-stable IR driving source towards GW
isolated attosecond pulses in the water window」
Lu XU（RIKEN-RAP 超高速コヒーレント軟X線光学研究チーム）― Break (20 min.) ―14:35-15:10 「PW級J-KARENレーザーと水素クラスターとの相互作用による準単色陽子加速」
福田 祐仁（QST-KPSI 先端レーザー技術開発グループ）
15:10-15:45 「中性子光学のための超精密加工」
細畠 拓也（RIKEN-RAP 先端光学素子開発チーム）― Break (20 min.) ―16:05-16:40 「X線光化学反応のX線過渡吸収分光理論」
山崎 馨（RIKEN-RAP アト秒科学研究チーム）
16:40-17:15 「10 kHz サブ10 fs可視光パルス光源の開発とその二次元電子分光への応用」
坪内 雅明（QST-KPSI 超高速光物性研究グループ）
17:15-17:20 Closing Remarks
緑川 克美（RIKEN-RAP）[Thu. 9 Feb.]
9:30-11:50 Laboratory tour & Free discussion @QST-KPSI (Kizu)
参加登録:2/1 までに kizu-symposium@qst.go.jp へ氏名、所属、現地 or Web参加をご連絡ください

理化学研究所 光量子工学研究センター（RIKEN-RAP）
量子科学技術研究開発機構 関西光科学研究所（QST-KPSI）

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April 2022 to February 2023

RAP Seminar, from 76th to 80th
Prof. Mikio KURITA    

April 15, 2022

(Division of Physics and Astronomy Graduate School of Science Kyoto University)“Technology of Seimei Telescope and Revealing 3-D Structure of Orion Nebula”
せいめい望遠鏡の技術とオリオン星雲の 3 次元構造

Prof. Riichiro HIRA    

June 17, 2022

(Graduate School of Medical and Dental Sciences Tokyo Medical and Dental University)“Visualization of neuronal activity by multiphoton excitation microscopy and its Limitations”
多光子励起顕微鏡による脳神経活動の可視化とその限界

September 16, 2022

Prof. Yoshikazu OHARA    

(Graduate School of Engineering Tohoku University)“Recent progress on ultrasonic phased array imaging method for accurate measurement of cracks”
高精度き裂計測のための超音波フェーズドアレイ映像法の新展開

Prof. Daisuke KOGA    

October 21, 2022

(Department of Microscopic Anatomy and Cell Biology Asahikawa Medical University)“Scanning electron microscopy for 3D morphological analysis of organelles”
走査電子顕微鏡法 - オルガネラの 3D 構造解析を目指して -Prof. Kazuto SAIKI    

February 17, 2023

(Department of Earth and Space Science Graduate School of Science Osaka University)“Exploration of Lunar Water Ice Resources by Near-Infrared Spectroscopy”
近赤外分光による月の水氷資源探査

77th RAP Seminar

76th RAP Seminar- Hybrid Format -Language: Japanese- ONLINE Seminar Date:
Title:

Date:

April 15(Fri) 16:00 - 17:00, 2022

Technology of Seimei Telescope
and Revealing 3-D Structureof Orion Nebula

Title:

Prof. Mikio KURITA
栗田

June 17(Fri) 16:00 - 17:00, 2022

Visualization of neuronal activity bymultiphoton excitation microscopy
and its limitations

光樹夫

Pre-registration

京都大学 大学院理学研究科 准教授

Graduate School of Medical and Dental Sciences
Tokyo Medical and Dental University
平

I will introduce a 3-dimensional structure of Orion nebula as science topic, which is revealed
by near-infrared polarimetric observation by IRSF in South African Astronomical Observatory.
This is a unique technique newly developed and has potential to lead 3-D information of thereflection nebulae in the universe.

Language: Japanese- Hybrid Format Date:

Speaker:Prof. Daisuke KOGA
大輔

Prof. Yoshikazu OHARA
Graduate School of Engineering
Tohoku University
良和

Nondestructive evaluation (NDE) is indispensable to ensure the safety and reliability of aging
structures, mechanical components, and manufactured materials. Among various NDE
methods, ultrasonic testing (UT) has been widely used to detect and size internal defects inindustrial fields since ultrasound can propagate in solids and is highly sensitive to crack-type
defects, which can markedly weaken material strength. Note that most conventional UT isbased on observing defect echo (i.e., waveform measurement). Recently, ultrasonic phasedarray has gained attention as a powerful NDE method because of its excellent imaging
capability. This lecture will start with the fundamentals of UT and ultrasonic phased array,followed by introducing a state-of-the-art technique, nonlinear ultrasonic phased array, forimaging the closed cracks that conventional UT cannot measure. Recent progress on
ultrasonic phased array toward high-resolution 3D imaging is also introduced.
Contact: rap-seminar_contact@riken.jp (ext. 98-21355)

Language: Japanese

February 17(Fri), 16:00 - 17:00, 2023

Title: Exploration of Lunar Water Ice Resources

by Near-Infrared Spectroscopy
近赤外分光による月の水氷資源探査

Speaker:Prof. Kazuto SAIKI
Department of Earth and Space Science
Graduate School of Science
Osaka University

Department of Microscopic Anatomy and Cell Biology
Asahikawa Medical University
甲賀

Speaker:

On-site: W319, 3F, Cooperation Center, Wako Campus, RIKEN
Online : Zoom

morphological analysis of organelles
走査電子顕微鏡法 -オルガネラの3D構造解析を目指して-

Recent progress on ultrasonic phasedarray imaging method for accurate
measurement of cracks

The 80th Seminar on RIKEN Center for Advanced Photonics- Hybrid Format -Title: Scanning electron microscopy for 3D

Title:（理研 仙台地区 １階セミナー室)

80th RAP Seminar

79th RAP Seminar

October 21(Fri) 16:00 - 17:00, 2022

Online : Zoom

小原

Contact: rap-seminar_contact@riken.jp (ext. 98-21355)

The 79th Seminar on RIKEN Center for Advanced Photonics

On-site: W319, 3F, Cooperation Center, Wako Campus, RIKEN
Online : Zoom

On-site: 1F Seminar Room, RIKEN Sendai Campus

東北大学大学院工学研究科 准教授

Two-photon calcium imaging has enabled simultaneous recording of hundreds of thousandsof neuronal activities in the living brain of rodents. This methodological innovation was
realized by ultrashort pulsed lasers capable of two-photon excitation and calcium-sensitivedyes (proteins), and has been progressively advanced by optical technologies such as highspeed scanners, larger optical elements, laser multiplexing, adaptive optics and a laser for
three-photon excitation. In this seminar, I will outline the limitations of neural activity recording
methods that can be achieved with the current state of the art, and introduce the methods
being developed by us in particular. We also discuss future techniques that break through thecurrent limitations of multiphoton microscopy as neural activity recording methods.

Contact: rap-seminar_contact@riken.jp (ext. 98-21355)

Date:

理一郎

東京医科歯科大学 准教授

Seimei Telescope constructed in Okayama 2020 is the largest one in East Asia and the first
segmented telescope in Japan. In the Seimei project, we developed three key technologies,
quick manufacturing process for free-form and large optics, segment control system, andoptimization method of light-weight structure. I focus on new metrology system and data
stitching algorithm for free form optics.

Language: Japanese

高精度き裂計測のための超音波フェーズドアレイ映像法の新展開

Prof. Riichiro HIRA

Speaker:- Hybrid Format -September 16(Fri) 16:00 - 17:00, 2022

Date:

多光子励起顕微鏡による脳神経活動の可視化とその限界

Division of Physics and Astronomy
Graduate School of Science
Kyoto University

The 78th Seminar on RIKEN Center for Advanced Photonics

Language: JapaneseOn-site: W319, 3F, Cooperation Center, Wako Campus, RIKEN
Online : Zoom

せいめい望遠鏡の技術とオリオン星雲の3次元構造

Speaker:

78th RAP Seminar

The 77th Seminar on RIKEN Center for Advanced Photonics

The 76th Seminar on RIKEN Center for Advanced Photonics

Pre-registration

佐伯和人

大阪大学大学院理学研究科 宇宙地球科学専攻 准教授

旭川医科大学 医学部 解剖学講座 顕微解剖学分野 准教授

Scanning electron microscopy (SEM) yields information about the surface topography of specimens andhas been used in biological and biomedical fields to analyze the 3D structure of tissues and cells.
Various SEM techniques have been developed by a large number of microscopists. Among thesemethods, the osmium maceration method is the only technique in which the 3D ultrastructure ofmembranous organelles—such as the Golgi apparatus, endoplasmic reticulum, and mitochondria—canbe observed using SEM without reconstruction. Using this technique, we have mainly observed the 3D
ultrastructure of the Golgi apparatus in various types of tissues and revealed the morphological diversity
of Golgi cisterns (i.e., cis- and trans-cisterns). However, it has been difficult to reveal the entire 3D shapeof the Golgi apparatus by the maceration method because the cracked surface of cells is observed by
SEM. To solve the problem, we recently established a novel 3D imaging technique, serial section SEM
and 3D reconstruction, which enabled us to elucidate the entire shape of the Golgi apparatus in
mammalian cells. Here, I will introduce the 3D structure of the Golgi apparatus imaged by SEM anddiscuss the use of these techniques for morphological analysis of the Golgi apparatus.
Contact: rap-seminar_contact@riken.jp (ext. 98-21355)

https://business.form-mailer.jp/fms/7099309c190531

Several studies that focus on searching for water ice resources in the lunar permanently shadowed
regions (PSRs) reported positive results. However, the abundance, condensation mechanism, and lateraland vertical distribution of water at the PSRs remain unclear. To solve these problems, the Lunar Polar
Exploration (LUPEX) project started by Indian Space Research Organization (ISRO) and JAXA. I andmembers of ALIS team proposed the near infrared imaging spectrometer named Advanced Lunar
Imaging Spectrometer (ALIS) for LUPEX and it was selected as a candidate instrument for the rover.
I will present our strategy to explore water ice resources at the lunar South Pole by using near-infrared
spectroscopy.
Contact: rap-seminar_contact@riken.jp (ext. 98-21355)

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Awards

受賞・表彰

賞の名称（運営組織等の名称）／氏名・職名（所属）※受賞当時
Name of award（Sponsoring organization）／ Name, position, affiliation

April 29, 2022
Student Paper Award（16th International Conference on Laser Ablation(COLA2021/2022)）／川端翔太研究パートタイマーⅡ、（先端レーザー加工研究チーム）

Student Paper Award (16th International Conference on Laser Ablation(COLA2021/2022)) ／ Shota Kawabata, ResearchPart-time Worker II (Advanced Laser Processing Research Team)May 23, 2022
2022 年度（第 19 回）日本植物学会賞

学術賞（公益社団法人 日本植物学会）／中野明彦チームリーダー（生細胞超解像イメー

ジング研究チーム）

19th BSJ Academic Prize (The Botanical Society of Japan) ／ Akihiko Nakano, Team Leader (Live Cell Super-Resolution
Imaging Research Team)
June 29, 2022
The 16th Osaka University Kondo Prize Technological Contribution Award（大阪大学レーザー研究所） ／南出泰亜チーム

リーダー、縄田耕二客員研究員、瀧田佑馬研究員、野竹孝志客員研究員（テラヘルツ光源研究チーム）

The 16th Osaka University Kondo Prize Technological Contribution Award (Institute of laser Engineering, Osaka
University) ／ Hiroaki Minamide, Team Leader, Kouji Nawata, Visiting Scientist, Yuma Takida, Research Scientist, Takashi
Notake, Visting Scientist (Tera-Photonics Research Team)
July 13, 2022
2021 Outstanding Editor Award of Opto-Electronic Advances（IOP Publishing）／杉岡幸次チームリーダー（先端レーザー加工研究チーム）2021 Outstanding Editor Award of Opto-Electronic Advances (IOP Publishing) ／ Koji Sugioka, Team Leader (Advanced
Laser Processing Research Team)
September 1, 2022
Kenneth J. Button 賞 (Infrared, Millimeter, and Terahertz Society）／伊藤弘昌客員主管研究員（テラヘルツ光源研究チーム）
Kenneth J. Button Prize (Infrared, Millimeter, and Terahertz Society) ／ Hiromasa Ito, Senior Visiting Scientist (TeraPhotonics Research Team)
September 19, 2022
第 15 回分子科学会奨励賞（分子科学会）／森本裕也理研白眉研究チームリーダー

15th Young Scientist Awards of the Japan Society for Molecular Science（Japan Society for Molecular Science）／ Yuya
Morimoto, RIKEN Hakubi Team Leader（Ultrashort Electron Beam Science RIKEN Hakubi Research Team）
September 21, 2022
2022 年度

北海道・東北支部合同支部 優秀発表賞（公益社団法人日本農芸化学会）／上野佑也大学院生リサーチ・アソシエ

イト兼研修生（テラヘルツイメージング研究チーム）

The excellent presentation award for students at JSBBA Hokkaido/Tohoku Branch Joint Conference (The Japan Society for
Bioscience, Biotechnology, and Agrochemistry) ／ Yuya Ueno, Junior Research Associate and Student Trainee（Terahertz
Sensing and Imaging Research Team）

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September 30, 2022
2022 年度本田賞（公益社団法人本田財団）／香取秀俊チームリーダー（時空間エンジニアリング研究チーム）

2022 Honda Prize (HONDA FOUNDATION) ／ Hidetoshi Katori, Team Leader (Space-Time Engineering Research Team)
October 15, 2022
ROOB2022 最優秀賞（The 6th Workshop of Robotics Ongoing Breakthroughs (ROOB2022) 実行委員会）／深津美薫 研究パート
タイマーⅡ兼研修生（画像情報処理研究チーム）

ROOB2022 Most Excellent Award（The 6th Workshop of Robotics Ongoing Breakthroughs Executive Committee）／
Miku Fukatsu, Student Trainee and Research Part-time Worker II &Trainee（Image Processing Research Team）
October 26, 2022
日本中性子科学会第 20 回学会賞（日本中性子科学会）／大竹淑恵チームリーダー（中性子ビーム技術開発チーム）

The 20th Society Award（The Japanese Society for Neutron Science）／ Yoshie Otake, Team Leader（Neutron BeamTechnology Team）
November 25, 2022
2022 年度エヌエフ基金

研究開発奨励賞（一般社団法人エヌエフ基金）／森本裕也白眉研究チームリーダー（超短パルス電子

線科学理研白眉研究チーム）

NF Foundation R&D Encouragement Award（NF Foundation）／ Yuya Morimoto, RIKEN Hakubi Team Leader（Ultrashort
Electron Beam Science RIKEN Hakubi Research Team）
December 15, 2022
令和 4 年度 日本学術振興会賞（日本学術振興会）／加藤雄一郎チームリーダー（量子オプトエレクトロニクス研究チーム）

JSPS PRIZE（Japan Society for the Promotion of Science）／ Yuichiro Kato, Team Leader（Quantum Optoelectronics
Research Team）
February 8, 2023
理研桜舞賞 - 研究奨励賞／ Wang, Li 研究員（テラヘルツ量子素子研究チーム）

RIKEN “Obu” Award（Incentive Award, Technician Incentive Award RIKEN）／ Li Wang, Research Scientist（Terahertz
Quantum Device Research Team）
February 17, 2023
優秀ポスター賞（東北大学大学院／理学・生命科学研究科合同シンポジウム実行委員会）／辻井未来研修生（テラヘルツイメージン
グ研究チーム）Poster Award（Joint Symposium Organizing Committee of Graduate Schools of Science and Life Sciences）／ Miku Tsujii,
Student Trainee（Terahertz Sensing and Imaging Research Team）
March 10, 2023
2022 IJEM Outstanding Contribution Award（International Journal of Extreme Manufacturing）／杉岡幸次チームリーダー（先端レーザー加工研究チーム）

2022 IJEM Outstanding Contribution Award（International Journal of Extreme Manufacturing）／ Koji Sugioka, Team
Leader（Advanced Laser Processing Research Team）

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March 15, 2023
応用物理学会ダイバーシティ＆インクルージョン（D & I） 賞 : 女性研究者研究奨励賞（公益社団法人応用物理学会） ／Yu-Chieh Lin 研究員（アト秒科学研究チーム）

Women in Ultrafast Science Global Award（The Japan Society of Applied Physics）／ Yu-Chieh Lin, Research Scientist（Attosecond Science Research Team）
March 16, 2023
応用物理学会フォトニクス奨励賞（公益社団法人応用物理学会フォトニクス分科会）／松﨑維信研修生（超高速分子計測研究チーム）
Photonics Encouragement Award（Photonics Division, The Japan Society of Applied Physics）／ Korenobu Matsuzaki,
Research Scientist（Ultrafast Spectroscopy Research Team）
March 23, 2023
理研梅峰賞（理化学研究所）／ Xue, Bing 基礎科学特別研究員（アト秒科学研究チーム）、高橋栄治チームリーダー（超高速コヒーレント軟 X 線光学研究チーム）、加藤雄一郎チームリーダー、小澤大知研究員（量子オプトエレクトロニクス研究チーム）

RIKEN BAIHO Award (RIKEN) ／ Bing Xue, Special Postdoctoral Researcher (Attosecond Science Research Team), Eiji
Takahashi, Team Leader (Ultrafast Coherent Soft X-ray Photonics Research Team), Yuichiro Kato, Team Leader, Daichi
Kozawa（Quantum Optoelectronics Research Team）
March 31, 2023

Highly Cited Paper Award January 2023 (Light: Science & Applications) ／杉岡幸次チームリーダー（先端レーザー加工研究チーム）
Highly Cited Paper Award January 2023 (Light: Science & Applications) ／ Koji Sugioka, Team Leader（Advanced Laser
Processing Research Team）

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