hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
会計制度変更が企業設備投資に与える影響に関する実証的研究

企業の設備投資活動に関して,単独決算が適用された時期と連結決算が適用された時期を対象に分析を行なった。特に連結決算(連結財務諸表)が中心となった平成11年4月以降,企業活動が受けた影響について企業財務データに基づいて分析を進めた。サンプルとして日本の製造業を代表する電気産業などを取り上げた。電気産業などに属する企業は多数の関連会社や子会社を抱えるケースがあり,会計制度変更の影響を大きく受けることが予想されるとともに,日本経済に与える影響も大きいことが予想されるためである。単独決算(単独財務諸表)に基づく企業の投資活動は,先行研究の蓄積された分野である。今回の研究では企業の過剰債務と設備投資の関連を中心に分析を行なった。単独決算(単独財務諸表)を基準にした場合には企業の抱える過剰債務が設備投資に影響を与えていることが確認された。連結決算(連結財務諸表)に基づく場合,上場企業(親会社)の抱える資産と負債・資本は,関連会社や子会社などの状況により単独決算(単独財務諸表)の場合と大きく異なる。連結決算(連結財務諸表)を基準にした分析では,関連会社や子会社の業績や負債・資本の状況が親会社の設備投資に影響を与えたことが確認された。特にグループとして過剰な債務を抱えている場合に投資が抑制されることが示された。またこのような関連会社・子会社の親会社への影響は会計制度変更以降大きくなっていることが明らかとなり,会計制度の変更が親会社の行動に影響を与えていたことが確認された。サンプルとした電気産業などに属する企業においては,関連会社や子会社の状況が親会社の活動にも影響を与えており,連結決算(連結財務諸表)に基づいて企業グループとして評価を行なうことの重要性が改めて確認される結果が得られた。二年計画で行なう実証的研究の初年度における取り組みとして、初めに企業の財務データ整理を行なった。特に物的資本ストックとともに土地ストックの変化を重視し、企業の事業収益性についても整理を行なった。これらのデータを用いて今後の分析を行なう予定である。データに関して注目すべき点は、サンプル企業の既存事業収益性である。バブル経済崩壊後にも、サンプル企業の事業収益性は、国債投資との比較で平均してプラスの水準を維持しており、投資機会がなく返済を優先させていたという議論に再考をもたらすものとなった。もちろん企業ごとの差異は大きく、今後の分析において他の代替的投資手段との比較や過剰債務問題の分析も必要となるが、企業の長期的戦略を見る上で重要な特徴が確認された。データを用いた分析の初めに、連結決算と単独決算に関する比較を行なった。記述統計による確認とともに、同時点における単独決算と連結決算の差異に関して、また異時点間における単独決算の差異に関して分析を行なった。この分析により、企業・産業ごとの特性が確認された。土地など資産の時価会計(減損会計)導入に対応するため早めに対策を行なった企業などでは、特別損失による処理が見られた。これは企業分析を行なう際、企業の損益状況をこれまで以上に詳細に確認することが必要であることを示しており、また特別損失が企業設備投資に影響を与えていた可能性を示すものである。「退職給付に係る会計基準」も導入をされており、この影響についても今後分析を行なう予定である。続いて連結決算に基づく設備投資関数の推計と単独決算に基づく設備投資関数の推計を行なった。これらの分析をもとに、次年度は連結会計に基づく企業グループの投資行動の特徴に関して分析を進める予定である。
特殊リーマン計量と凸多面体論の融合によるモジュライ理論の深化

研究目的の一つとして掲げていたトーリックFano多様体上の一様相対安定性については,共同研究により「一様相対K-安定性」という概念をトーリック多様体の場合に,付随するpolytope上の凸解析的な情報で記述することに,成功した.一方で,ハイパーケーラー多様体の(微分幾何学的な)貼り合わせ構成という研究課題については,まだ立ちはだかる困難も多く,今後の研究の進展に向けて方向修正が必要だと思われる.また,それら申請書作成時点で掲げていた研究目標とは別に, pairwiseな一様K-安定性に関する部分的な結果を代数曲線の場合に得ることができ,RIMS講究録2019から発表することとなった.このpairwiseな一様K-安定性については,北京大学のTianが導入した新しい概念であるため,関連した研究を遂行している関係者はほとんどおらず,まだまだやるべき事が多く残されている状態と言える.その関係もあり,2019年度の研究目標として北京大学の関連研究者とこの「pairwiseな一様K-安定性」についての共同プロジェクトを立ち上げ,今後のケーラー幾何学の重要な進展に関わる問題解決に挑戦する予定である.またその後の研究の展開に関して,トーリックケーラー多様体の範疇を超えた, group compact化やT-varietyといった、より一般的な枠組みから統一的な視点で問題解決を図ることが,プロジェクトを成功させる上での重要な鍵と予想される.他方、3次元トーリックFano多様体における自己同型群の簡約性とK-安定性の関係を明らかにし,さらに一般次元でδ不変量とgreatestRicci lower boundと呼ばれる2つの幾何学的不変量が一致することを,(1)先行研究を下にした考察および(2)トーリックの特殊性を用いた組み合わせ論的手法の2通りの方法で証明することに成功した.2018年度は,就任初年度ということから,新しい研究環境において十分な時間をかけて研究を遂行することができなかった.その限りられた時間の中で,代数曲線上のpairwiseな一様K-安定性に関する観察結果や,トーリックFano多様体上におけるδ不変量とgreatestRicci lower boundの等価性を示せたのは,大きな収穫であった.またハイパーケーラー多様体の貼り合わせ構成に関する考察については,研究を遂行する時間的な余裕がほぼ皆無であった.しかし,Huybrechts-Xuによるhyper-Kahler fourldのLagrangian fibrationに関する結果[arXiv:1902.10440]など,関連研究者による最前線の結果をfollowする努力を怠らず,着実に自分自身の守備範囲を広げて行く必要がある.その意味で, E-mailや国際研究集会などを通して国内外研究者と知識を共有する場を設けられたのは,今後の研究の進展に大きな寄与をもたらすものと思われる.2019年度は代数曲線上のpairwiseな一様K-安定性に関する観察結果(RIMS Proceeding 2019に掲載予定)を足掛りに、複素ベクトル束上のpairwiseな安定性(Stability of pairs)を発展させるプロジェクトを計画している。事実、標準計量とGIT-安定性の関係は、ベクトル束上のHermitian-Einstein計量とMumford-TakemotoのSlope-安定性(いわゆるKobayashi-Hitchin対応)がDonaldsonのアイディアの原型にある。このSlope-安定性を巧みに偏極代数多様体上に応用したのが、2007年のRoss-Thomasの結果であり、現在申請者が推進する研究方策は一言で言うと、「これらKobayashi-Hitchin対応のアナロジーとして生まれた偏極代数多様体上の議論を複素ベクトル束に逆輸入する」ものとなる。実際、このようなアプローチは2018年度末にHashimoto-Kellerによっても試みられているが、未だ成功には至っていない。そのため、2019年6月末に清華大学(北京市)で行われる複素幾何学の国際研究集会に参加し、Kellerをはじめとする関連研究者と議論を行い、複素ベクトル束上のHermitian-Einstein計量の存在性に本質的となるGIT-安定性の定義をStability of pairsの観点から導入する。研究目的の一つとして掲げていたトーリックFano多様体上の一様相対安定性については,共同研究により「一様相対K-安定性」という概念をトーリック多様体の場合に,付随するpolytope上の凸解析的な情報で記述することに,成功した.一方で,ハイパーケーラー多様体の(微分幾何学的な)貼り合わせ構成という研究課題については,まだ立ちはだかる困難も多く,今後の研究の進展に向けて方向修正が必要だと思われる.また,それら申請書作成時点で掲げていた研究目標とは別に, pairwiseな一様K-安定性に関する部分的な結果を代数曲線の場合に得ることができ,RIMS講究録2019から発表することとなった.このpairwiseな一様K-安定性については,北京大学のTianが導入した新しい概念であるため,関連した研究を遂行している関係者はほとんどおらず,まだまだやるべき事が多く残されている状態と言える.その関係もあり,2019年度の研究目標として北京大学の関連研究者とこの「pairwiseな一様K-安定性」についての共同プロジェクトを立ち上げ,今後のケーラー幾何学の重要な進展に関わる問題解決に挑戦する予定である.またその後の研究の展開に関して,トーリックケーラー多様体の範疇を超えた, group compact化やT-varietyといった、より一般的な枠組みから統一的な視点で問題解決を図ることが,プロジェクトを成功させる上での重要な鍵と予想される.他方、3次元トーリックFano多様体における自己同型群の簡約性とK-安定性の関係を明らかにし,さらに一般次元でδ不変量とgreatest

Ricci lower boundと呼ばれる2つの幾何学的不変量が一致することを,(1)先行研究を下にした考察および(2)トーリックの特殊性を用いた組み合わせ論的手法の2通りの方法で証明することに成功した.2018年度は,就任初年度ということから,新しい研究環境において十分な時間をかけて研究を遂行することができなかった.その限りられた時間の中で,代数曲線上のpairwiseな一様K-安定性に関する観察結果や,トーリックFano多様体上におけるδ不変量とgreatestRicci lower boundの等価性を示せたのは,大きな収穫であった.またハイパーケーラー多様体の貼り合わせ構成に関する考察については,研究を遂行する時間的な余裕がほぼ皆無であった.しかし,Huybrechts-Xuによるhyper-Kahler fourldのLagrangian fibrationに関する結果[arXiv:1902.10440]など,関連研究者による最前線の結果をfollowする努力を怠らず,着実に自分自身の守備範囲を広げて行く必要がある.その意味で, E-mailや国際研究集会などを通して国内外研究者と知識を共有する場を設けられたのは,今後の研究の進展に大きな寄与をもたらすものと思われる.2019年度は代数曲線上のpairwiseな一様K-安定性に関する観察結果(RIMS Proceeding 2019に掲載予定)を足掛りに、複素ベクトル束上のpairwiseな安定性(Stability of pairs)を発展させるプロジェクトを計画している。事実、標準計量とGIT-安定性の関係は、ベクトル束上のHermitian-Einstein計量とMumford-TakemotoのSlope-安定性(いわゆるKobayashi-Hitchin対応)がDonaldsonのアイディアの原型にある。このSlope-安定性を巧みに偏極代数多様体上に応用したのが、2007年のRoss-Thomasの結果であり、現在申請者が推進する研究方策は一言で言うと、「これらKobayashi-Hitchin対応のアナロジーとして生まれた偏極代数多様体上の議論を複素ベクトル束に逆輸入する」ものとなる。実際、このようなアプローチは2018年度末にHashimoto-Kellerによっても試みられているが、未だ成功には至っていない。そのため、2019年6月末に清華大学(北京市)で行われる複素幾何学の国際研究集会に参加し、Kellerをはじめとする関連研究者と議論を行い、複素ベクトル束上のHermitian-Einstein計量の存在性に本質的となるGIT-安定性の定義をStability of pairsの観点から導入する。
代謝調節薬によるγδT細胞依存的抗マラリア免疫亢進の機構解析

メトホルミンによるマラリア原虫排除亢進機構としてγδT細胞に着目し、γδT細胞免疫促進による新たなマラリア治療法の確立を目指している。H30年度はγδT細胞の増加メカニズムの検討を行なった。【具体的研究内容】1メトホルミン投与マウスにおいてγδT細胞の増加メカニズムを明らかにするため、メトホルミン投与によるγδT細胞の増殖およびアポトーシスへの影響をBrdUの取り込みとAnnexinV、7AAD染色を指標に比較した。その結果、メトホルミンは、γδT細胞のアポトーシスには影響を及ぼさないが、増殖を促進させることが明らかとなった。22NBDGの取り込みおよびMitotrackerの染色を指標にγδT細胞の解糖系とミトコンドリア呼吸をメトホルミン有無で比較した。その結果、マラリア感染によりγδT細胞の解糖系とミトコンドリア呼吸は亢進するが、メトホルミンによりこれらは変化しなかった。つまり、これらの結果から、メトホルミンは代謝に影響を与えず、別のメカニズムによって、その増殖反応を増強したと考えられた。別のメカニズムとしては、メトホルミンはS6リン酸化を増強させたため(H29年度結果)、メトホルミンはS6のリン酸化を維持することで増殖を促すことが考えられた。S6リン酸化が本当にγδT細胞の増殖促進と関連するのか、さらに、メトホルミンは直接γδT細胞に作用するのかは今後の研究課題である。【意義、重要性】マラリア感染症に対して免疫記憶ができにくく、現在までに有効なワクチンはない。さらに耐性菌の出現することによりせっかく開発した抗マラリア薬もすぐに使えなくなってしまう。このようなことから、マラリア原虫に対する免疫応答増強法の確立は、マラリア撲滅に向けた戦略の一つであると考えられる。本研究では、メトホルミンがγδT増殖を増強することを明らかにし、撲滅に一歩近づけたと考えている。本プロジェクトの目的は、『メトホルミンによるマラリア原虫排除亢進がCD4T細胞とCD8T細胞の免疫抑制解除によるのではなく、γδT細胞の活性化に由来するのではないか』との仮説を立て、これを検証する事である。また、なぜメトホルミン投与により、マラリア感染マウスの脾臓内でγδT細胞が増加するのか、その仕組みも明らかにすることである。(実験1)メトホルミンによるマラリア原虫排除亢進にγδT細胞が寄与するのか調べる。(結果)B6マウスにマラリア原虫を感染させる、感染率が上昇し全例死亡したのに対し、メトホルミン投与マウスでは原虫排除が促進し、回復した。ところが、メトホルミン投与マウスより、感染9日目からGL3抗体を用いてγδT細胞を除去しつづけると、マウスは原虫を排除できず、死亡した。このことから、メトホルミンによるマラリア原虫排除亢進にγδT細胞が寄与する事が明らかとなり、当初に立てた仮説が正しい可能性を示せた。(実験2 )メトホルミンはγδT細胞の数の増加だけでなく、機能亢進ももたらすのか明らかにする。(結果)メトホルミン投与でIFNγ、TNFα、グランザイムBの産生能は変化しなかった。(実験3)メトホルミン投与によりγδT細胞のみが増加し、CD4T細胞とCD8T細胞は増加しない理由を明らかにする。(結果)メトホルミン投与によりγδT細胞の細胞死がやや抑制されていた。CD4T,CD8T細胞はメトホルミン処理により増殖が亢進していたが、細胞死が誘導されていた。また、メトホルミン投与はエネルギー代謝、脾臓内での局在、抑制性レセプター発現に影響を及ぼさなかった。この結果から、仕組みは未だ明らかには出来ていないが、メトホルミンはγδT細胞の細胞死を抑制する事を示すことができた。(実験1)に関して:メトホルミンによるマラリア原虫排除亢進にγδT細胞が寄与するのか調べたので、順調である。(実験2)に関して:サイトカイン産生は調べたが細胞傷害活性は測定出来なかった。(実験3)に関して:次年度以降に調べる予定だったが、前倒しで行ない、結果を得た。全体的にみると、予定より進まなかった点、予定以上に進んだ点があったので、おおむね順調に進展していると判断した。昨年度までに具体的に以下の点を明らかにしてきた。1GL3抗体を用いてγδT細胞除去したマウスにおいて慢性感染原虫plasmodium yoelii17XNL感染防御に対するメトホルミンの効果を検討したが、メトホルミン効果は減弱しなかった。この結果は、メトホルミンにより増加したγδT細胞は防御には関与しないという予想外の結果だったので、今年度、別の方法で検討する予定にしている(今後の研究の推進方策の欄に記載)。2活性化マーカーであるCD44、NKG2DやFcRの発現量がやや低い事から、メトホルミンがエフェクター分化を促進しているとは言い難かった。また抑制性受容体の発現は違いがなかった。これらの事から、メトホルミンは記憶細胞分化に促進的に働く可能性が考えられた。3γδT細胞が選択的増加していると当初考えていたが、αβTも抗原特異的T細胞が増加している傾向であった。

従ってγδT選択的ではなかった。メトホルミン投与により、αβT細胞も、γδT細胞どちらにおいてもマイルドなS6のリン酸化程度上昇、解糖系の低下がみられたことから、エフェクターよりむしろ記憶細胞が増加する事が示唆された。さらに、マウスの血漿中のILー15がメトホルミン投与マウスの方で低かった事から、メトホルミンが記憶αβT細胞と記憶γδT細胞によるIL-15シグナル亢進を介して増加促進に寄与する可能性が示唆された。平成29年度は予定通り実験を行なった。そのうち、一部に関しては予想外の結果となったため、その問題を解決するため、来年度に、追加の実験を計画した(今後の研究の推進方策の欄に記載)。メトホルミンによるマラリア原虫排除亢進機構としてγδT細胞に着目し、γδT細胞免疫促進による新たなマラリア治療法の確立を目指している。H30年度はγδT細胞の増加メカニズムの検討を行なった。【具体的研究内容】1メトホルミン投与マウスにおいてγδT細胞の増加メカニズムを明らかにするため、メトホルミン投与によるγδT細胞の増殖およびアポトーシスへの影響をBrdUの取り込みとAnnexinV、7AAD染色を指標に比較した。その結果、メトホルミンは、γδT細胞のアポトーシスには影響を及ぼさないが、増殖を促進させることが明らかとなった。22NBDGの取り込みおよびMitotrackerの染色を指標にγδT細胞の解糖系とミトコンドリア呼吸をメトホルミン有無で比較した。その結果、マラリア感染によりγδT細胞の解糖系とミトコンドリア呼吸は亢進するが、メトホルミンによりこれらは変化しなかった。つまり、これらの結果から、メトホルミンは代謝に影響を与えず、別のメカニズムによって、その増殖反応を増強したと考えられた。別のメカニズムとしては、メトホルミンはS6リン酸化を増強させたため(H29年度結果)、メトホルミンはS6のリン酸化を維持することで増殖を促すことが考えられた。S6リン酸化が本当にγδT細胞の増殖促進と関連するのか、さらに、メトホルミンは直接γδT細胞に作用するのかは今後の研究課題である。【意義、重要性】マラリア感染症に対して免疫記憶ができにくく、現在までに有効なワクチンはない。さらに耐性菌の出現することによりせっかく開発した抗マラリア薬もすぐに使えなくなってしまう。このようなことから、マラリア原虫に対する免疫応答増強法の確立は、マラリア撲滅に向けた戦略の一つであると考えられる。本研究では、メトホルミンがγδT増殖を増強することを明らかにし、撲滅に一歩近づけたと考えている。(計画1)メトホルミン投与によるγδT細胞の選択的増加メカニズムを解明する。初年度に前倒しで実験を行なったので、今後は残りの実験を行なう。具体的には、メトホルミン投与マウスと非投与マウス間でγδT細胞、CD4T細胞、およびCD8T細胞のアポトーシス誘導受容体(TNFα受容体、FASなど)の発現を比較する。また、細胞種毎およびメトホルミン投与の有無によりにシグナル伝達経路が異なる可能性を調べる。具体的にはSTAT経路、AKT経路などの活性化をフローサイトメトリーを用いた解析する。(計画2)メトホルミンはγδT細胞に直接作用するのかin vitroで調べる。当初の予定ではγδT細胞を精製する予定であったが、精製が難しい事が判明した。
量子論に関連した、結び目および三次元多様体の不変量

1.二橋結び目と呼ばれる基本的な結び目の類がある.この結び目は有理数をパラメターとして決まる.有理数を連分数展開することにより,二橋結び目のジョーンズ多項式を計算することができるが,有理数の連分数展開は一意的ではないので,有理数そのものからとジョーンズ多項式の値との関係はわかりにくい.そこで連分数展開を用いないで,二橋結び目のジョーンズ多項式を記述する方法を見いだした.これにより,ジョーンズ多項式の幾つかの性質がわかった.2.グラフ(1次元復体)を3次元空間に埋め込んでできるものを,グラフ結び目という.3正則グラフ結び目の不変量を以前定義したが,それは,多項式環の単元倍だけは変化してしまうという、不完全な不変量であった.その曖昧さを取り除くためのダイアグラムの捻り数を定義した.ここでダイアグラムとは,グラフ結び目を平面に射影した図のことである.捻り数を用いて不変量を正規化することにより、多項式環の単元倍だけは変化してしまうという,不変量の曖昧さを取り除くことができる。また,捻り数が存在するための十分条件はグラフが二重サイクル被覆をもつことである,ということを示した.また,捻り数が存在するときには,その捻り数の空間の次元が,グラフ上の2点の成すコンフィギュレーション空間の2次元スキューシンメトリックホモロジー空間のランクと一致することを示した.ところで,「橋を持たない任意のグラフは二重サイクル被覆をもつ」という命題は,二重サイクル被覆予想と呼ばれる未解決の問題である.捻り数の存在と二重サイクル被覆の存在との関係を今後明らかにすることにより,この予想の証明に迫れる可能性がある.1.二橋結び目と呼ばれる基本的な結び目の類がある.この結び目は有理数をパラメターとして決まる.有理数を連分数展開することにより,二橋結び目のジョーンズ多項式を計算することができるが,有理数の連分数展開は一意的ではないので,有理数そのものからとジョーンズ多項式の値との関係はわかりにくい.そこで連分数展開を用いないで,二橋結び目のジョーンズ多項式を記述する方法を見いだした.これにより,ジョーンズ多項式の幾つかの性質がわかった.2.グラフ(1次元復体)を3次元空間に埋め込んでできるものを,グラフ結び目という.3正則グラフ結び目の不変量を以前定義したが,それは,多項式環の単元倍だけは変化してしまうという、不完全な不変量であった.その曖昧さを取り除くためのダイアグラムの捻り数を定義した.ここでダイアグラムとは,グラフ結び目を平面に射影した図のことである.捻り数を用いて不変量を正規化することにより、多項式環の単元倍だけは変化してしまうという,不変量の曖昧さを取り除くことができる。また,捻り数が存在するための十分条件はグラフが二重サイクル被覆をもつことである,ということを示した.また,捻り数が存在するときには,その捻り数の空間の次元が,グラフ上の2点の成すコンフィギュレーション空間の2次元スキューシンメトリックホモロジー空間のランクと一致することを示した.ところで,「橋を持たない任意のグラフは二重サイクル被覆をもつ」という命題は,二重サイクル被覆予想と呼ばれる未解決の問題である.捻り数の存在と二重サイクル被覆の存在との関係を今後明らかにすることにより,この予想の証明に迫れる可能性がある.
高齢者の医療用粘着テープによるスキントラブル予防に関する研究

1.研究目的医療用粘着テープ(以下,テープとする)の貼付方法の違いによる皮膚への影響を比較検討した。2.貼付方法によるズレカの検討研究方法:使用物品は,腹部モデルおよび被験テープは2種類とした。データ収集方法は,4種類の貼付方法にて腹部モデルにテープにてガーゼ固定を行い,貼付後4時間のズレカを測定した。結果:使用した2種類のテープともに,貼付方法間のズレカの有意な差は認められず,貼付時間ではテープ貼付後30分と2時間,3時間,4時間で有意に後者が高値であった。3.貼付方法による皮膚への影響の検討研究方法:対象は30歳代の健康男女各1名。データ収集方法は,対象の腹部に上記2と同様の4種類の貼付方法にてテープ固定を行い,4時間後に同一の手技でテープを剥離した。皮膚表面構築と皮膚水分蒸散量を評価項目とした。結果:予め必要な長さに切り中央から両端に向けて貼付する方法では,皮膚水分蒸散量が低値で皮膚表面構築も比較的保持されていた。一方,テープを左端から右端へと貼付後に切る方法では,皮膚水分蒸散量が高値で皮膚表面構築の変化が大きいことが認められた。本年度は、剥離方法別の皮膚刺激に関する基礎データを得る目的で、若年女性を対象とした基礎実験を行った。1.研究目的ポリウレタンフィルムドレッシング材の剥離角度が皮膚を及ぼす影響を明らかにする。2.研究方法(1)対象:皮膚疾患を有しない健康成人女性16名。(2)使用ドレッシング材:テガダームトランスペアレントドレッシング1623W(3M製)を用いた。(3)貼付方法:貼付部位は両前腕内側とし、石鹸にて洗浄・拭き取り後に各2枚ずつ計4枚貼付した。(4)剥離方法:貼付24時間後に(1)剥離角度90°(2)剥離角度180°(3)剥離角度0°(可能な限り水平に引き伸ばして剥離)の3通りで剥離した。(5)評価方法:剥離力(最大剥離力・力積)、皮膚表面構築、皮膚血流の経時的変化率、剥離時の痛み3.結果(1)剥離力:最大剥離力は3群間に有意差はなかったが、力積では剥離角度0°が他の2群よりも有意に大きかった。(2)皮膚表面構築:剥離角度0°と180°の間のみで有意差がみられ、後者で有意に剥離後の皮膚構築が保持されていた。(3)皮膚血流の経時的変化率:剥離角度0°と90°では剥離10分後まで有意な低下がみられたが、180°では有意な変化はみられなかった。(4)剥離時の痛み:剥離角度0°と180°の間で有意差が認められ、前者で有意に痛みが小さかった。4.考察一般にフィルムドレッシングは、できるだけ水平に引き伸ばして剥離することが望ましいと言われている。しかし、本研究結果から、この方法は剥離時の痛みは小さいものの、剥離時の除去反応が大きく、また皮膚表面構築を損なう可能性が高いことが示唆された。前年度に行なった収集データの解析ならびにまとめを行い、高齢者への実験方法の検討を行なった。消化器外科病棟において、医療用粘着テープ(以下、テープとする)によるスキントラブルの発生ならびに予防対策の実施について、実態調査を行なった。その結果、テープによるスキントラブル発生者の特徴として栄養状態が不良傾向の高齢者であることがわかった。原因は、アレルギーや化学的刺激による接触性皮膚炎であり、一般にテープによるスキントラブル発生原因で最多と言われている物理的刺激による者は認められなかった。また、スタッフのテープ貼付・剥離方法は、文献で望ましいとされている項目を全て行っているとは言えず、特に剥離の速さや貼付部位の皮膚の清潔は配慮されていないことが多かった。しかし、病棟全体のスキントラブル発生率は低率であり、低刺激性テープによる物理的刺激の軽減が関連していると考えられた。これらから、看護者は、テープによるスキントラブルのリスクアセスメントを十分に行い、危険性が高い者には十分な予防対策を行っていく必要性が示唆された。
アイスコアに刻まれた十～千年スケールの宇宙線強度変動と地球環境変動

南極ドームふじアイスコア中の過去72万年にわたる宇宙線生成核種記録を加速器質量分析で分析した。特徴的な宇宙線イベント(ラシャンプ、ブレーク、アイスランドベイズン)を詳細に解析したところ、宇宙線生成核種(特にベリリウム10)の記録が、グn一バルなイベントの記録となっていることが証明された。これにより、古環境研究における、より信頼性の高い年代指標を確立する道が拓けた。過去の地球環境変動を示す指標として重要な宇宙線生成核種のうち、10Beは大気で生成した後地球表層環境に移行するまでのタイムラグが小さいため、暦年較正のためのデータベースとしてよく調べられている14Cに比べても、宇宙線強度変動をよりダイレクトに反映すると考えられる。本研究では、退氷期(18500年前10000年前)の南極アイスコア中の10Beの変動をおよそ20年という高精度な時間分解能で調べた(世界初)。その結果、グリーンランドアイスコアで得られている高時間分解能の10Be変動の記録と、初めて詳細な対比をすることが可能となり、その変動がよく一致することを示した。このことは、10Beの変動が全球的な気候変動のシグナルとして利用出来ることを示す。また、最終退氷期の期間における小さな寒冷期は、北半球ではYD(Younger Dryas)として知られているが、南極における同様の小寒冷期であるACR(Antarctic Cold Reversal)が、YDよりも1000年先行して起きていることが分かった。同様に、北半球で8200年前に生じている小寒冷イベントにおいても、南極アイスコア中では先行した前駆イベントとして見出されることが示唆された。また、これまで北半球のアーカイブにしか見出されていなかった、約12万年前の「ブレークイベント」を、南極アイスコア中に10Beの変動として初めて見出し、このイベントが全球的な地磁気イベントであることを示した。以上のことから、10Beが異なるアーカイブ間でのタイムスケールの相互対比においても極めて重要かつ有用であることが示された。36Cの分析については、最終退氷期において、1万7千年前に顕著なジグナルを見出した。また、過去3000年間における10Beと26Alの詳細な分析から、10Be、14C、26Alの間の変動傾向がほぼ一致することを実データとして初めて示した。過去の地球環境変動を示す指標として重要な宇宙線生成核種のうち、^<10>Beは大気で生成した後地球表層環境に移行するまでのタイムラグが小さいため、暦年較正のためのデータベースとしてよく調べられている^<14>Cに比べても、宇宙線強度変動をよりダイレクトに反映すると考えられる。本研究では、南極ドームふじより採取された過去72万年間をカバーするアイスコア試料中の^<10>Beの変動を調べてきた。平成23年度も系統的な分析を積み重ね、アイスコアの全長にわたり、1000年間隔での測定をほぼ完了した。最も特筆すべき成果は、昨年度の約11.4万年前のブレークイベントと呼ばれる地磁気変動イベントに加え、4.1万年前のラシャンプイベント、18.9万年前のアイスランドベイズンイベントにおいても、明確な^<10)Beのピークを確認したことである。あわせて、これらのイベントを含む過去30万年間の^<10>Be濃度(フラックス)変動の詳細解析により、^<10>Beが地球磁場の変動に由来する宇宙線強度変動を極めて詳細に記録していることが分かった。つまり、南極アイスコア中の^<10>Beの変動は、グローバルなイベントの記録となっていることがほぼ証明された。これまで、地球古環境研究にもっとも広く用いられていた年代指標としては、海底堆積物などの古地磁気があったが、堆積後磁化が固定するまでのタイムラグの問題など、不確定要因もあった。これに対して、アイスコア中の^<10>Beの記録が、年代層序学的な新たな指標となる可能性があり、古地磁気記録と相補的に、より信頼性の高い年代指標を確立する道が拓けた。本研究では、南極ドームふじより採取された過去72万年間をカバーするアイスコア試料中の宇宙線生成核種10Beおよび36Cl濃度を測定した。平成24年dのは、ドームふじアイスコアを対象に、アイスランドベーズンエクスカーションを網羅する1720万年前のベリリウム10分析を行った。その結果以下の事実が判明した。1)約18.519万年前に明瞭なベリリウム10増大を発見した。2)約1万年、4千年、及び1.8千年の周期的な宇宙線強度変動を見出した。3)このうち約1.8千年の周期変動は、太陽活動変動に由来する可能性が高いことを明らかにした。また、南極ドームふじアイスコアに含まれる空気のO2/N2比を測定し、ドームふじにおける夏期日射量曲線とを対比することにより、気候変動の影響を受けない軌道要素チューニングを行い、正確なコア年代を構築した。さらに、南極ドームふじアイスコアから酸素同位体、イオン、ダスト、微生物の古環境プロキシデータを取得し、データセットを整備した。

3年間の測定の結果を総括し、以下の知見を得た。すなわち、南極アイスコア中の10Beの変動は、グローバルなイベントの記録となっていることが証明された。すなわち、アイスコア中の10Beの記録を利用することにより、従来年代指標として広く用いられていた古地磁気記録と相補的に、より信頼性の高い年代指標を確立する道が拓けた。また、アイスコア中の36Clも宇宙線変動の記録として有用であることが分かった。10Beと36Clは生成断面積の宇宙線エネルギー依存性が異なるため、両者の組み合わせにより、宇宙線エネルギースペクトルに関する情報も得られる可能性も予見された。平成23年3月11日の東日本大震災の影響で、まず、筑波大学の加速器が壊滅し、^<36>Clの分析は完全に停止してしまった。そのため、急遽東京大学の加速器にて^<36>Clの測定を行うべく、開発実験を繰り返したが、日サンプルの測定には至っていない。東京大学の加速器についても、電力使用制限のため、十分なマシンタイムが得られなかったが、厳選した^<10>Beの試料を測定し、研究実績の概要に示したように、かなり明快な成果を得ることができた。研究進捗の観点から総合的に判断すれば、順調に成果を挙げていると自己評価する。24年度が最終年度であるため、記入しない。筑波大学の加速器が使用不可能となったので、^<36>Cl-AMSを東京大学で行うこととした。平成23年度中に実用利用のための開発実験を行ったが、検出器の最適化が未了であり、平成24年度の早い段階で完遂し、その後は日サンプルを測定し、^<10>Beで得られた宇宙線強度変動の歴史をより正確なものとする。研究の核心としては、アイスランドベイズンイベントの詳細な分析を中心に、いくつかのイベントについて^<10>Beの系統的な分析を継続し、信頼度・精度を向上させる。また、論文等の具体的な成果を出す。
走査型透過軟Ｘ線顕微鏡による超軽元素２次元化学状態分析法の開発

昨年度までにビームライン分光光学系の調整を行なうことでリチウムK吸収端近傍(50100 eV)のX線の利用を可能としてきたが、6フッ化硫黄ガスのX線吸収スペクトルより、1次光に比べて3次の高次光成分(150 eV)の寄与が非常に高く、これが原因でスペクトルの質が非常に落ちていることが判明した。この高次光の除去にはシリコンL吸収端の利用が適切であるため、従来の窒化シリコン膜ではなく、シリコン単体を支持膜とした、これまでにない、高次光フィルタリング機能を備えた低エネルギー用透過型ゾーンプレート(FZP)の開発を行なった。特にシリコン単体薄膜上への微細加工は前例がなく、困難を極めるため、製作は多数のFZP製作にApplied Nano Tools社に依頼した。またこの一方で測定用試料として、炭酸リチウムをFIB加工で薄膜化することにより、リチウムイオン電極を模した試料を作成し、そのリチウムK吸収端における顕微X線吸収スペクトルを取得することにより、その化学状態分布を分析することが可能となった。またこの時の空間分解能は、FZPの回折限界である60 nm程度であると見積もられた。現在、この成果に関する論文を執筆中である。昨年度からSTXM光学系の見直しを行なった上で、製作した全反射型FZPの集光スポットの評価を行なった。試料として銅200meshを用い、400 eVでのX線透過像のエッジレスポンスから、得られる空間分解能はおよそ、垂直方向20 um、水平方向29 umと見積もられた。今年度はSTXM測定チャンバーに新規ポンプを導入し、真空度の大幅な改善を図ることにより、2次電子検出にチャンネルトロンを設置したSTXM光学系を構築した。この光学系を用いて、イソプレンゴムを試料として400 eVのX線を用い、X線透過像と試料表面から生じる2次電子像を同時に取得することができた。平成28年度の実績として、走査型透過X線顕微鏡(STXM)ビームラインにおける低エネルギー領域(50150 eV)の利用を実現した。このエネルギー領域にはLi、Beの軽元素のK吸収端をはじめ、Al、Si、PなどのL吸収端が存在する。また有機物の主成分となる炭素の吸収端より低いエネルギーなので透過力が高いため、低エネルギーにも関わらず、炭素を主として測定する場合と同じ厚さ(150 nm)の試料を測定することが出来る。このような分析手法は、他の放射光施設などの同等の装置では殆どの場合、実施不可能である。この特徴により、生物(P)や2次電池分析(Li)などの分野において、STXMの応用研究の可能性を飛躍的に広げることが出来たと言え、既に申請者が開発したこの領域のエネルギーを有効に利用している利用者は、少なからず存在している。特にまだ顕微分析は実現出来ていないものの(29年度に実施予定)、Li K吸収端での顕微吸収分光測定は世界的にも類を見ない手法である。一方で、低エネルギー領域における適切な光学素子は、今のところ皆無に等しい。その主な理由は、低エネルギー故に一般的に材料に対する吸収が高くなるので、効率が上がらないためである。その点において、当該課題で提案している全反射型Zone Plateは全反射を利用しており、支持材などによる吸収がないので、高効率な光学素子となる。28年度はまだ提案と試作の段階にとどまっているが、29年度には実践的にSTXM光学系で利用できるものと期待している。平成28年度に実施した計画は、ビームラインにおける50150 eVの低エネルギー領域の利用を可能にしたことと、全反射型Zone Plateの試作である。ビームラインでの低エネルギー領域の利用において、50 eVまでのアンジュレーターギャップのチューニングとモノクロメーターのアライメントを完了し、実際にX線を利用可能なセットアップにすることができた。分光性能評価として、窒化シリコン膜を試料として用いてSi L端(98 eV)の吸収スペクトルの測定を行い、エネルギー校正を行なうことができた。この結果より、モノクロメーターから生じる高次光は、光学系のアライメントにより大きく軽減できている事が分かった。また同様にZone Plateを使わずに塩化リチウム粉末を用いてLi K端(55 eV)の測定を行なったところ、吸収端らしき吸収構造はみられたが、試料の潮解による形状変化のため、明瞭な結果は得られていない。分子研装置開発室が所有するフォトリソグラフィを用いて、透過型Zone Plateの試作を行なった。設計パラメーターは最外輪帯幅3 μm、直径1 mm、ゾーン数50で、金をパターン材料として窒化シリコン膜上に製作した。半導体レーザー(630 nm)を光源として集光実験を行なったところ、僅かに集光スポットを見ることができた。STXMを用いて描画パターンを観察したところ、その透過率からアスペクト比およびエッジの立ち方は充分であったが、通常のプログラム描画では輪帯外周部の細いパターニングでのライン&スペースの描画制御に問題があることが分かった。2次電子検出に向けて、STXMメインチャンバーのシール部や内部環境のメンテナンスを行ない、真空度を大幅に向上(10^-6 mbar)する事ができた。また排気系の振動対策を行ない、ステージ類に伝わる振動を大きく軽減した。

28年度までに50 eV付近が利用できるようにビームラインの分光光学系のチューニングを行なってきたが、29年度はこれに加えて、100, 150, 200 eVなどの高次光を低減することで主目的である50 eVのX線強度を相対的に上げることを目的として、出射部用の窓を従来の100 nm厚の窒化ケイ素から200 nm厚の炭化ケイ素に変更した。また50 eVの測定専用の集光用光学素子として、従来のものより支持膜が薄いために高効率で、長焦点である透過型Fresnel Zone Plate (FZP)を開発した。このセットアップによって、炭酸リチウム粉末をマイクログリッドに塗布したものを試料として用い、初となるリチウムK吸収近傍の透過吸収による顕微NEXAFSスペクトルを得ることができた。しかしスペクトル形状とバックグラウンドについては文献などと比較して議論の余地があるため、この成果については目下、検証中である。全反射型集光用光学素子(TRZP)を製作した。電子線リソグラフィ装置を用いて、最外輪帯ピッチ幅を長軸側で659 nm、短軸側で223 nmの輪帯パターン描画を行い、リフトオフ法によってシリコン基板上に金とチタンで30 nm厚のパターンを製作した。製作後にSEMを用いてパターン描画の確認を行ない、設計通りであることを確認した。このTRZPを走査型透過X線顕微鏡(STXM)に導入し、焦点位置近傍でピンホールを2次元走査してファーフィールド像を得ることで、400 eVにて集光することを確認できた。しかしパターン製作後の加工の過程において光学素子表面にコンタミや傷が生じてしまったことから、30年度には加工方法を変更することで、光学素子の品質向上を図り、より詳細な評価を行う。29年度の計画は2次電子検出器とTRZPを用いた光学系の構築であった。TRZPの製作を行い、実際に集光を確認する事が出来たが、2次電子検出器については、動作させることができなかった。その原因は、STXM測定チャンバーが、共同利用でSTXMを利用する主に有機試料系ユーザーの、測定に伴う有機物の飛散と堆積によって年間を通じて汚染が進んだ結果、真空度が著しく悪化し、チャンネルトロンが動作可能な真空度(10^-6 mbar)まで到達しなくなったためである。そこで30年度は、真空度の改善及びその維持を実現した上で、2次電子検出器を用いたSTXM光学系の構築を行う。またその一方で、高効率及び低エネルギー領域対応の長焦点を持つFZPの開発が可能であったことにより、取得が困難であることが予想されていた、透過吸収によるリチウムK吸収端における顕微NEXAFSスペクトルを得る事が出来た。そのため、超軽元素検出可能なビームライン構築という最終的な目標に対しては、予定通りの進捗があった。昨年度までにビームライン分光光学系の調整を行なうことでリチウムK吸収端近傍(50100 eV)のX線の利用を可能としてきたが、6フッ化硫黄ガスのX線吸収スペクトルより、1次光に比べて3次の高次光成分(150 eV)の寄与が非常に高く、これが原因でスペクトルの質が非常に落ちていることが判明した。この高次光の除去にはシリコンL吸収端の利用が適切であるため、従来の窒化シリコン膜ではなく、シリコン単体を支持膜とした、これまでにない、高次光フィルタリング機能を備えた低エネルギー用透過型ゾーンプレート(FZP)の開発を行なった。特にシリコン単体薄膜上への微細加工は前例がなく、困難を極めるため、製作は多数のFZP製作にApplied Nano Tools社に依頼した。
ヒトの視覚誘導性眼球運動反応時間を決定する要因の解析

眼球運動による定位反応反応時間は約200msecといわれている。しかし、刺激の条件では、100msec以上も短縮される(Suzuki & Hirai, Neurosci Res 2000)。この値は通常では機能していない別の神経回路をの関与を考えなければならない。なぜ生存にとって都合の良い早い応答が通常では覆い隠されているのか?本課題では、眼と頭の運動の解析を試み、両者の協調性と、生態的な意義を明らかにしたかった。第一の実験では、視標が点灯する前に注視している光を赤から緑に変え被験者の運動準備状況を変えさせることで、90ms潜時が早くなった。次に随意運動時に別々に動かせる眼と頭が、反射的な視線移動時は協調して機能している。反射的時には頭と眼が別々に指令を受け両者の統合が視線を動かしているのか、視線そのものへの指令が起きているのかを提示した視標とは反対方向に視線を向けるよう被験者に指示し、時々光方向へ視線が向いてしまう誤試行のときの応答から解析した。この時のエラーは、眼と頭が別々に応答することがあり、ヒトでは眼と頭が反射時でも別々に指令を受けていることが明らかになった。実生活のなかでヒト以外の動物が眼と頭を乖離して運動を起こすことは稀である。すると、ヒトでの目と頭の運動は他の動物とは異なった制御により行われているのだろうか。そのような発想から第三番目の実験、すなわちネコ、サル、ヒトでの対比を行ってみた。これにより、眼と頭の協調はネコで強く、次にサルそしてヒトとなった。最後は、眼の反応時間が上視野へは下視野への動きに比べ早いことが報告されこの意義が、生態との関係でのべられてきていたことに対する実験である。斜めの右下視野への動きは上方向に比べても早い潜時となり、生態学的な解釈だけではなく、神経学的な要素を考えに入れ、機能的意義を考えに入れなければならないことを示唆している。視覚誘導性眼球運動の反応時間は、通常200msである。しかし、視覚入力を受け眼球運動が起こるまでの最短の神経回路網を考えると、網膜→外側膝状体→大脳視覚野→上丘→脳幹眼球運動中枢であり、電気生理学的な手法により調べられてきた中継核間の伝導時間から考えると、最小80msにすぎない。すなわち,実際の反応時間より、120msも早くおこす神経回路網が存在している。本課題ではこのように「形態学上存在する最短の神経回路は平常では機能しておらず,特殊な条件下のみで解発される」という仮定のもとに,刺激条件,被験者の状態を種々変化させどのような条件で最短の神経回路が解発されるかを検討した。被験者は、頭部を固定して椅座する。被験者の眼前1.2mに、3つのLEDを設置した。1つは正中に固視点として、あと2つは左右離心度10度の位置に視標として設置した。眼球運動は強膜反射法で次の2つのタスクでの反応時間を比較した。2)固視点消灯の代わりに、固視点LEDの色を変え、その後、0,50,100,200.300,400ms後に視標を点灯。

作業仮説:従来いわれているように反応時間が早くなるのが固視点から能動的な視線の解放あるいは注意の解放であるなら、2)で色が変わったとしても、固視点は点灯したままなので、normal overlapと同様であり、overlap paradigmと反応時間は変わらないはずである。結果は、normal overlapでの反応時間が220msであったのに対し、固視点の色を視標呈示前200msに変えると133msとなった。反応時間の遅速は注視点の消灯そのものでなく、視標点の色が変わることによる視標点灯前の被験者の受動的メンタルセット確立が重要な要因であることが明らかになった。周辺視野に刺激が出現すると、視線を刺激方向に向ける定位反射が約180msの潜時で起る。刺激提示に先行し注視点を200ms消灯することで、潜時130ms以下のexpress saccadeを起こすことができる。又、刺激提示前200msの時点で注視点の色を変えることでも潜時の短縮がみられ注視点の消灯・色の変化共に受動的メンタルセットを高揚し潜時短縮に重要な因子である事を昨年度報告した。本年度は受動的メンタルセットを高進させることで随意性のsaccadeが反射性の場合と同程度の潜時短縮を引き起こすことが可能かを検討した。被験者は、頭部を固定して椅座する。眼前1.2mに、3つのLED(正中の固視点と、左右10度の位置)を設置した。眼球運動は強膜反射法で記録した。視標提示200ms前に注視点を消す方法で、注視点の色が緑のとき刺激と反対方向anti-task、赤のとき刺激方向に向かわせるpro-taskをランダムに行った。全被験者のpro-taskでの平均潜時は152±38ms(N=774)で、ヒストグラムから100msと155msにピークがあり、express(32.4%)とregular saccadeに区分できる。注視点消灯による運動準備、go signalとしての周辺視覚刺激点灯は両タスクに共通しているにも拘らずAnti-taskの潜時は200±36.4ms(N=921)で、pro-taskより有意に遅く一峰性の分布を示した。注視点の色を変えメンタルセットを高揚させる事でexpressを出現させる事ができる(昨年度)にも拘らずantiでは出現しなかった事を考え合わせると、随意性運動の発現はメンタルセットの高揚があったとしても、反射性のsaccadeの潜時より有意に遅れ、光刺激に対応した上丘内saccade発現神経回路網が潜時決定に重要であることが示唆された。(研究の目的・方法)眼球運動による定位反応の反応時間は平均200msecといわれている。視覚入力により眼球運動がおこるまでの最短の神経回路網を考えると,網膜→外側膝状体→大脳皮質視覚野→上丘→脳幹眼球運動中枢となり、最小伝導時間は約80msecと予測され実際に注視点消灯後200msたって(gap)視標を提示すると潜時80msで眼球運動反応を起こすことができる。光刺激に対し早い反応を示すのは眼球運動に特異的なものであるか、あるいは手足の反応時間でも同じパラダイムを用いれば目と同様に促通されるかを健常被験者6名で行った。頭部を固定して椅座させた被験者の眼前1.2m正面に固視点LEDを設置し、固視点を1-3秒点灯したのち、0-1600ms(200ms間隔)の間(gap)をおいて正面LEDの色を赤から緑に変えた。手と足の反応時間は、手指と足底に配置した圧トランスデューサーで計測した。また、gap効果を検討するため、音刺激による反応も比較した。(結果・考察)
コニカルミラー光共振器を利用した薄ディスク太陽光励起固体レーザー

薄ディスク媒質とコニカル-トロイダルミラー光共振器を組み合わせた太陽光励起固体レーザーを提案した.シミュレーションにより出力100kWのレーザーが良好なビーム品質で発振することを示した.媒質の候補として数種類のCr/NdコドープセラミックYAGの光学特性を計測した.その結果Cr濃度0.1%が適当であることを明らかにした.直径10mm,厚さ1mmのディスクを作成,模擬太陽光励起で発振を試みたが成功しなかった.薄ディスク媒質とコニカル-トロイダルミラー光共振器を組み合わせた太陽光励起固体レーザーを提案した.シミュレーションにより出力100kWのレーザーが良好なビーム品質で発振することを示した.媒質の候補として数種類のCr/NdコドープセラミックYAGの光学特性を計測した.その結果Cr濃度0.1%が適当であることを明らかにした.直径10mm,厚さ1mmのディスクを作成,模擬太陽光励起で発振を試みたが成功しなかった.本研究は,太陽光励起固体レーザーに薄ディスク型媒質と本研究で提案する独自のConical-toroidal反射鏡型光共振器を組み合わせ,簡素で合理的な構造を持ちつつ高効率,高ビーム品質の発振を可能にするシステムを提案,実証し,宇宙における太陽エネルギー利用を推進するものである.本年度はこの共振器が理論的に成立するのみでなく,大型化が容易で高ビーム品質,かつアライメントに対する安定性も高いことを数値シミュレーションにより実証した.シミュレーションはFresnel-Kirchhoffの回折積分とFox-Li型繰り返し伝搬の手法をベースにしながら,提案した光共振器の特異なビーム伝搬経路をモデル化するため「ラジアル自由空間伝搬モード」「ラジアル導波路伝搬モード」の数値計算が可能な計算機コードを新たに開発した.開発したコードを用い,直径20cm,厚さ2.5mmのディスク型媒質(ND/Cr : GSGG)を太陽光で照射した場合のレーザー出力,効率,ビーム品質等を計算したところ,太陽光強度3,000SUMの入力においてレーザー出力7900W,光-光変換効率6%,スロープ効率10%,ビーム品質M2=1.8という結果を得た.ミスアライメントに対する感度は実用化されている正枝不安定型光共振器と比べ遜色ないものであった.提案した光共振器の原理的優位性は示せたので,小型の試験装置によるレーザー発振を目的とした設計作業を行った.レーザー媒質は直径9mm,厚さ1mmのディスク状とし,それに合わせて光共振器の仕様を決定,ミラー曲率などのパラメータ最適化をシミュレーションにより実施した.計算結果を基に図面を作成し,diamond turningにて反射鏡を作成した.本研究は,太陽光励起固体レーザーに薄ディスク型媒質と本研究で提案する独立のConical-toroidal反射鏡型光共振器を組み合わせ,簡素で合理的な構造を持ちつつ高効率,高ビーム品質の発振を可能にするシステムを提案,実証し,宇宙における太陽エネルギー利用を推進するものである.本年度は同レーザーに摘したレーザー媒質の候補として挙げられるCr/NdコドープセラミックYAGの特性を評価する研究を行った.セラミックYAGは近年開発された新しいレーザー媒質のためその特性は未知の点が多く,自ら計測する以外に太陽光励起レーザーとしての得失を知る手段はない.計測項目は媒質の蛍光線幅,蛍光半値幅,誘導放出断面積,飽和強度である.この際,Cr濃度0.1%,3%の二つの媒質を用意し,それらを市販のYAG結晶と比較した.三つの媒質のNd濃度は1%で等しく,Crドープの影響のみを抽出して評価した.また,Cr/NdコドープセラミックYAG可視光励起において蛍光寿命が数倍長くなるという報告があり,その点を明らかにするため波長808nmの半導体レーザー励起と疑似太陽光のキセノンランプ励起での違いを比較した.その結果以下のことが明らかになった.半導体レーザー励起においてはNd:Crコドープセラミックの特性はYAG結晶とほとんど変わらないという結果を得た.ただしドープ濃度3%のセラミックは蛍光線幅が0.1nmほど広くなったが,これはコドープされたクロムのデコヒーレンス効果で説明できる.一方,太陽光励起においては,Cr濃度0.1%のYAGセラミックで蛍光寿命が50%長くなったが,Cr濃度3%では予測されるような蛍光寿命の変化は無かった.蛍光線幅は808nm励起全く同じ飽和強度も計測誤差の範囲で808nm励起と一致した.従ってCr/Nd:YAGは単に吸収スペクトルが可視全域に広がるのみでその他の特性はYAG結晶と変わらないことが明らかになり,太陽光励起に適した媒質であること分かった.本研究は,太陽光励起固体レーザーに薄ディスク型媒質と本研究で提案する独自のConical-toroidal反射鏡型光共振器を組み合わせ,簡素で合理的な構造を持ちつつ高効率,高ビーム品質の発振を可能にするシステムを提案,実証し,宇宙における太陽エネルギー利用を推進するものである.本年度は昨年度に引き続きCr/NdコドープセラミックYAGの特性を評価する研究を行い,引き続いてレーザー発振試験を行った.レーザー媒質特性計測は,YAGレーザー共振器中に供試体を挿入,太陽光で励起してレーザー出力の変化を計測するDouble Rigrod法を採用,太陽光励起と808nmのNd直接励起でのセラミックYAG媒質の増幅特性の違いを比較した.その結果,Cr濃度0.1%,3%の両サンプルで太陽光励起の場合,808nm励起に比べ飽和強度の増加が観測された.原因についてははっきり分かっていない.

一方,実用化において重要なCrからNdへのエネルギー移乗効率を計測し,0.1%Crのサンプルで88%,3%Crのサンプルで67%という値を得た.これらの値はかつて測定されたことが無く本研究が貴重な先例を提供する(論文は現在投稿中).レーザー発振試験は3%Crのサンプルを用いて試みたが,発振は実現しなかった.本研究で提案したConical-toroidal反射鏡型光共振器はレーザー媒質をその外部に置いたときには容易に発振したが,レーザー媒質をミラーに載せたときはドーナツ形状の同心度,エッジ面の並行度が波長オーダーでなくては共振が成立しないことが判明した.これを補償するために中央のコニカルミラーを独立して可動とした新たなアライメント機構を組み込んだがやはり発振は出来なかった。レーザー媒質研磨法の見直し,レトロリフレクター構造の採用によりレーザー発振が実現するものと見込まれる.