Science Map波⻑

(µm)※ ⻩⾊＝今までの研究内容 緑⾊＝現在取り組んでいる研究内容
テラヘルツ波⾮破壊計測技術の開拓

最⾼研究責任者/教授
安井 武史

テラヘルツ

テラヘルツの光の物質透過性、物質を⾒分ける分光性、⼈体に対する安全性を⽣かした⾮破壊計測技術の開拓(100μm〜1mm）

可視光よりも波⻑が⻑いテラヘルツは、開発が進んでおらず、“電磁波最後のフロンティア”と⾔われています。物を透過する波⻑の特性から、インフラの⾮破壊検査や⾷品の異物検査などへの応⽤が期待される光源です。

SiC上グラフェン(模型)グラフェン

光波/THz波/電波を繋ぐ周波数の架け橋。多種多様なTHz応⽤に利⽤可能

SiC

⼤⾯積単結晶グラフェン作製

ポストシリコン材料として期待されるグラフェンの電⼦物性に注⽬し、単結晶SiC基板上へのグラフェン作製技術を確⽴

グラフェンを⽤いた先端デバイス作製

グラフェン物性制御技術

積層デバイス化技術

グラフェン表面修飾技術

テラヘルツ波計測技術

高性能IoTセンサ

テラヘルツLED

テラヘルツLEDや⾼機能IoTセンサへの応⽤可能なグラフェンデバイス開発

⾼分解・⾼確度･広帯域性を兼ね備えた万能型
THz分光法教授
藤⽅ 潤⼀
⾼速・⼤容量通信を実現するための機能性光デバイスと光集積回路による光情報処理技術の研究を⾏っています。また、Beyond5G次世代情報通信に向けた光・電波融合技術を研究し、低電⼒かつ安全・安⼼なネットワーク社会の実現にむけた研究開発に取り組んでいます。

次数𝑚 = 2次数𝑚 = 1次数𝑚 = 0

振幅・位相分布が乱れた光渦
位相分布
光強度分布

弱強-π

次数𝑚 = −1

：通信データ用光渦：乱流検知用光渦

強-π+π

適応補償部

弱強-π

位相補正

電磁界等
数値計算

+π

サブ波⻑空間領域の光学特性評価

光受信機

大気乱流乱れた位相分布を検知（温度・気圧・風などの補正用の位相情報を生成変動による大気屈折率の空間的・時間的変動）
図２．光渦を用いた光無線通信における大気乱流の影響補償

軌道⾓運動量を持つビームである光渦は、異なる回転⽅向次数のものが直交しており、それぞれに別のデータを載せる多重化が可能で、光通信の⼤容量化が期待できる。光渦を特徴づける螺旋状の等位相⾯を図１に⽰す。⾃由空間光無線通信では⼤気の流れ、気温、気圧などの影響で⼤気屈折率が変動し、光渦の位相が歪められ、受信機で次数の判別が困難になる。図2に⽰すように、本研究では光渦の⼤気伝搬中の乱流による位相変動の影響を評価し補償する⼿法を研究している。

准教授
久世 直也

マイクロ光周波数コムに関する研究

超精密分光・超⾼精度な距離測定が可能な光周波数コム光源を普及可能にする安価・⼩型のマイクロコム光源開発

微細光回路の一例|E z|

副研究責任者/教授

⽮野 隆章

原⼝ 雅宣

最先端ナノフォトニクス技術を駆使したナノ光デバイスの創成

ナノ構造由来の機能を⽤いる新光デバイスの実現

プラズモニクス（⾦属ナノ構造を⽤いた光の局在・増幅）およびメタマテリアル（⼈⼯ナノ構造を使った未踏光学材料）技術を⽤いて、ポストLEDデバイスの⾼性能化を実現

熱・応力センサー

E z-TM 12

次世代光研究部⾨⻑/教授

5µm
微小MZ干渉計

1µm
金属マルチスリット
平板レンズ

⾦属ナノ構造で光が共鳴（プラズモン共鳴）して⽣ずる光局在・光電場増強現象を利⽤した
センシングや光制御等を⾏う新しい光デバイスや，光デバイスへの機能付与を実現する

連携分野の研究准教授
⼤野 恭秀(0.7μm〜100μm）
可視光の⻑波⻑側に位置する波⻑0.7μm〜100µmの光で、物質を構成する原⼦間の結合部分が⾚外光を吸収して伸縮することを利⽤した分光分析に多く利⽤されています。

L=800nmナノオーダー
微細加⼯技術位相の乱れを補償した光渦
位相分布
光強度分布+π
弱

⾚外

近年、電波と光の境界に位置し、電波の透過性と光の直進性を持つテラヘルツ（THz）波が注⽬されている。THz波は医療、セキュリティ、産業分野において⾮破壊内部観察法が実現されており、⻭科分野への応⽤が期待される。そこで、THz波を⽤いたイメージング法の⻭科領域への応⽤可能性を検討するため、THz分光装置にて，う蝕，修復処置⻭の観察を⾏い新たな⻭科修復治療の可能性について研究を⾏っている。

図１．光渦を特徴づける螺旋状の等位相面構造

位相分布

光送信機

⼀部の⾦属ナノ材料が持つ、熱プラズモニクスを利⽤したナノ⼿術⽤熱プラズモニック素⼦の開発

低侵襲のむし⻭治療を可能にする⻭とコンポジットレジンの接着では、物理化学的に強化された接着界⾯形成が可能とされていますが、その詳細な機構や耐久性は未解明です。そこでフォトニクス技術を応⽤し、接着界⾯のメカニズムを解明し、新たな⻭科診療技術、診断技術を創成します。

広域な波⻑帯に関わる研究
次数𝑚 = 3次数𝑚 = 3

光渦を⽤いた⼤容量光通信技術の研究

⻭⼯学融合による⻭科修復治療の可能性

光学と接着⻭学との融合研究

機能性光デバイスと光集積回路

光渦

100

超⾼品質の創出へ

教授
保坂 啓⼀

等位相面構造 光強度分布

医⽤ナノ材料物性ﾌﾟﾗｽﾁｯｸﾊﾟｯｹｰｼﾞ

THz スキャンレス
顕微鏡

デュアルTHzコム分光

THzコムｾﾗﾐｯｸｺﾝﾃﾞﾝｻ

助教
⽶倉 和秀

准教授
岸川 博紀

准教授
栁⾕ 伸⼀郎⾼速・⾼解像な⾮破壊検査の実現
錠剤

デュアルTHzコム分光法

単結晶
グラフェン試料(100 mm2)

10 mm

1000

THzコム

大面積単結晶グラフェン作製技術
超高温超高速赤外線加熱炉(スーパーRTA)

波及効果

⾼速・⾼解像な透過計測

講師
時実 悠

新機能グラフェンデバイス創生

教授
永瀬 雅夫

新技術

教授
獅々堀 正幹エピタキシャルグラフェンを⽤いた
バイオセンサ

AI技術を活⽤した
マルチメディアシステムの開発

これまで再現性に課題があったグラフェンバイ
オセンサについて、エピタキシャルグラフェンを⽤いることにより⾮常に⾼い再現性・感度を実現

教授
上⽥ 隆雄

AI技術の活⽤による医療画像（細胞画像）から癌細胞を検出する細胞診システム、スポーツ動画等の⻑時間映像から得点シーンなどを検出する映像解析システムなどの知的マルチメディアシステム開発

がん細胞の硬さ計測

准教授
南川 丈夫

新たに⾚外コム・ブリルアン散乱顕微鏡を開発し、がん細胞判別⼿法として応⽤します

⼼筋梗塞診断⾚外コムの⼯業計測応⽤

⾚外コムを⽤いた計測⼿法を、MEMSデバイスを始めとした⼯業分野の計測に応⽤します

近⾚外分光法によるインフラコンクリート
構造物の健全性診断

准教授
⼭⼝ 堅三
構造ヘルスモニタリングセンサの開発

⾦属内の電⼦と光の相互作⽤である表⾯プラズモンの強結合と⾚外光〜テラヘルツ波を⽤いた⾼感度の薄膜状構造ヘルスモニタリングセンサの開発

赤外コム計測法

MEMSﾃﾞﾊﾞｲｽの代表例

・ﾗｲﾝｽｷｬﾝ･ﾄﾞｯﾌﾟﾗｰｲﾒｰｼﾞﾝｸﾞ
・ｶｽｹｰﾄﾞﾘﾝｸ･ﾃﾞｼﾞﾀﾙﾎﾛｸﾞﾗﾌｨ・ｽｷｬﾝﾚｽ位相ｲﾒｰｼﾞﾝｸﾞ etc…

コンクリートの経年劣化の原因の⼀つである塩分や硫酸の内部浸⾷を近⾚外光による分光法によって測定し、崩壊危険度を定量化

・ﾌﾟﾘﾝﾀｰﾍｯﾄﾞ
・ﾃﾞｼﾞﾀﾙﾐﾗｰ
ﾃﾞﾊﾞｲｽ・光ｽｲｯﾁ・光ｽｷｬﾅｰ・AFM用ｶﾝﾁﾚﾊﾞｰ
・光変調器
etc…

応用
高速，非侵襲，非接触かつ一細胞レベルの空間分解能で，細胞の“硬さ”特性を取得

教授
髙⼭ 哲治

10

例: 1ライン@数GHzでのドップラーイメージング

⽣体機能を可視化するラマン散乱分光法

特任助教
加藤 遼

可視・⾚外光で拓く先端光計測とバイオセンシング応⽤

光と物質の相互作⽤により、試料の化学特性や物理的性質などの様々な物性を観察することができます。可視光を利⽤したラマン分光法や⾚外光を利⽤した⾚外吸収分光法といった振動分光計測を軸に、様々な光計測を駆使したバイオセンシング、バイオイメージングを⾏い、病気の早期発⾒・早期治療への貢献を⽬指します。

癌細胞に特異的に発現する分⼦を標的とした蛍光プローブの開発及び分⼦イメージング診断法の開発、さらに癌細胞のみを焼灼する新光治療法の創出

偏光デバイス・偏光計測

深紫外からTHz波まで、波⻑を問わず偏光の応⽤に取り組んでいきます。

術後QOLの向上を⽬指した
医光融合

⽣体組織機能センシングに基づいて、術式の定式化による術後QOL向上を⽬指す(400nm〜700nm）

普段私たちが「光」として感じられる電磁波です。⼈間が脳で「⾊」を認識でき、波⻑の⻑さによって⾊味が変化します。

臨場感映像・⽴体映像

臨場感を与える映像のために様々な研究開発がされておりますが、その中でも⽴体映像を中⼼に撮影技術・情報処理技術・表⽰技術の研究してます。撮影技術ついては、⾃然な⾊で撮影できるライトフィールド撮影⽤のカメラに関する研究に取り組んでいます。表⽰技術については、例えば、ホログラフィを使うディスプレイの研究しており、従来は静⽌画でしか表⽰できなかったものを動画でも表⽰できるように取り組んでます。

⼼臓や神経など多くの臓器では、細胞の電気的な活動が、その後の様々な⽣理学的活動を制御しています。私達は、従来のパッチクランプ法による電気⽣理学的⼿法や、膜電位感受性蛍光⾊素を⽤いた光学マッピング法によって、細胞の電気的な活動を観察・解析しています。
さらに、従来の⼿法は煩雑であったり、蛍光⾊素を⽤いる必要があるなどの⽋点があるため、⾮染⾊・⾮標識・⾮接触で膜電位を測定する新しい技術を⽬指して研究開発を⾏っています。

准教授
髙成 広起

光計測を発展させる加⼯技術・デバイス作製の研究も進めています。

講師
⽔科 晴樹
視覚情報処理・⽴体映像

臨場感が⾼く、⼈に優しい映像表⽰技術の実現のためには、表⽰技術の研究に加えて、それを⾒る⼈間の特性、すなわち視覚の特性を明らかにすることが必要です。
⽴体感や奥⾏き知覚を中⼼とした⼈間の知覚特性を明らかにし、それを表⽰に応⽤する技術の研究を進めています。

⼆次元ナノ材料の合成を液体中のパルスレーザーアブレーション技術で⾏う。
集積化された2次元材料を制御し、⾦属ナノ構造を活⽤したオプトエレクトロニ
クスや光触媒などのエネルギー関連デバイスへの応⽤を⽬指す。

准教授
岡本 敏弘

光機能ナノ材料の先端レーザー分光

新光技術による⽣体分⼦の検出

ヒトやマウスの免疫・炎症性疾患の遺伝学的な解析を基に作成した病態モデルマウスの解析による疾患メカニズムの解明、病態と相関する⾎中分⼦を検出できる光学的装置の開発

光応答性有機分⼦の開発研究

呼気中の特定成分を検知して光る有機分⼦の合成の技術を活⽤した、特定波⻑のLED照射に応じて機能を発現する光応答性分⼦の開発

⾮常に短い時間（10-13 秒）だけ光るフェムト秒レーザー光源を基にした、実デバイス測定に特化した時間分解分光システムの開発

メタマテリアル開発

微細加⼯と量産性を兼ね備えたメタマテリアル作製技術の開発

メタマテリアル由来の新奇現象解明と応⽤展開

負屈折率、光磁性や完全光吸収などの新奇現象の解明と、各種センサーへの応⽤

助教
⽚⼭ 哲郎

副研究責任者/教授
安友 康⼆

0.1

助教
⼤塚 邦紘

⾮標識イメージング技術による特発性肺線維症の新規診断法の確⽴

厚労省指定難病の１つである特発性肺線維症に対し、反射光や散乱光を応⽤した⾮標識イメージングにより早期診断・発症メカニズム解明

准教授
⼋⽊下 史敏准教授
坂根 亜由⼦

π電⼦系有機分⼦の光機能開拓疾患の病態の解明と⾰新的診断・治療法に繋がる光デバイスの創出に向けた基盤研究

ディスプレイや固体レーザーへ展開可能な強発光性有機分⼦、3Dディスプレイやセキュリティープリント、光通信などの⾼度な光情報プロセシングへ応⽤可能な円偏向発光体の開発

種々の疾患の病態の解明を⽬指して、光科学研究者と新たな融合研究を展開するとともに、新規光源・デバイスの開発を促す

時・空間分光による機能性材料の反応機構解明

化学反応を直接観測できる時間分解電⼦スペクトル計測技術と単⼀分⼦分光計測技術を組み合わせたあらゆる化学種を観測可能とする時・空間分解分光計測技術の開発

教授
常⼭ 幸⼀

紫外/深紫外/X線（1pm〜380nm）

深紫外は⽔銀灯に変わる次世代の⽔処理（殺菌）光源として期待されています。特にLEDの内結晶⽋陥の抑制による⻑寿命を実現し、医療、空気清浄、細胞研究などの新規応⽤にも取り組みます。
Disruption membrane

0.01
准教授
⽩井 昭博

Decrease in viable cells

UVプラスαで殺菌

UVプラスα（抗菌⼒の弱い物質、抗菌剤の低濃度添加）で、殺菌⼒を向上できる

光プラス天然物による相乗殺菌⼒

⾷品、医療分野での病原性微⽣物や腐敗原因微⽣物の制御に利⽤する

教授
直井 美貴助教髙島 祐介

サブ波⻑ナノ構造を⽤いた
多機能LEDと光センサーの開発

⾼屈折率サブ波⻑周期構造を⽤いた深紫外〜可視域光デバイスの開発

紫外から可視光の波⻑領域に対して、光の波⻑よりもわずかに⼩さな周期を有する単層のサブ波⻑ナノ構造に着⽬したLED・光センサー⼀体型デバイスの開発

教授
野間⼝ 雅⼦ウイルス感染症領域における医光連携研究の推進
ウイルス学と光学とを組み合わせて、ウイルスを“可視化”したり“検出”したりすることができないか、このような基盤技術の創出を⽬指したいと考えて
いる

准教授
⼤⽯ 昌嗣

教授
河⽥ 佳樹
医⽤イメージングとコンピューティング

0.001

マウス⼼臓の膜電位
蛍光イメージング

⾼強度レーザーによるナノ材料

光基礎研究部⾨⻑／教授
古部 昭広

教授
難波 康祐

細胞内カルシウムの蛍光イメージング准教授
コインカー・パンカジ・マドウカー

副研究責任者/教授
安友 康⼆

助教
九⼗九 伸⼀細胞や組織の電気的活動の可視化

微細加⼯・流路デバイス開発

更なる臨場感の伝達に向けた映像研究
教授
⼭本 健詞

可視光

末梢神経検出ラマン散乱分光法により、⾮侵襲的に⽣体組織機能を可視化することができる

特任准教授
江本 顕雄

特殊光を⽤いた癌の新しい内視鏡診断と光治療法の開発

1

特任助教
⻑⾕ 栄治

医⽤イメージング、医⽤画像解析に関する分野です。主に3次元CT画像を軸にしたコンピュータ⽀援の中核技術である3次元CT画像処理アルゴリズム、3次元CT画像から肺がんの検出、鑑別診断や悪性度・予後予測を⽀援する⾼機能なコンピュータ⽀援技術に取り組んでいます。

無機固体材料を⽤いた
波⻑同定素⼦の研究

地球環境に調和した技術社会の達成への寄与を⽬標に、⾼効率エネルギー変換技術に関する電気化学デバイス（蓄電池・燃料電池・固体照明）の研究を⾏っています。

新しいがん診断技術の研究開発

がん診断の質向上を⽬的とし、AIと機械学習を組み合わせた形態診断補助法の確⽴及び
ラマン散乱光分析・質量分析を⽤いた異形細胞の迅速診断法の開発

光波⻑よりも⼩さな周期を有する⾼屈折率サブ波⻑周期構造(Subwavelength periodicstructure: SWS) を利⽤し、深紫外〜可視光における新奇光学素⼦、センサーおよび発光デバイスの開発を⾏う

准教授
駒 貴明

深紫外光を⽤いた
ウイルス不活化

深紫外光によるウイルスの不活化機序の解明やウイルス種による不活化効果の違いについての研究を⾏う

准教授
永松 謙太郎ジェットエンジンの機構を取り⼊れた結晶成⻑装置で⾼温成⻑を実現

深紫外LED⽤超⾼温MOVPE
装置と結晶⽋陥観察のための新顕微鏡開発
結晶⽋陥抑制による深紫外LEDの⻑寿命化の実現を⽬指す

国立大学法人徳島大学
ポストLEDフォトニクス研究所〒770-8506 徳島市南常三島町2丁目1番地
TEL：088-656-9701
E-mail：postled@tokushima-u.ac.jp

K. Nagamatsu et al. Scientific Reports,12 (2022) 7662,