hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
原子力災害に係る損害賠償の経済分析

一方、防災・減災の投資インセンティブと社会厚生の関係を、Gilboa and Schmeidler (2001, MIT Press)が提唱した事例意思決定モデルの理論を援用して考察するためには、被災の経験から得られたデータの蓄積がどのように防災・減災の意思決定に関連付けれらるかを明らかにすることが欠かせないことが当該年度の研究を通じて明らかになった。そのため、過去の災害データの蓄積から帰納的に防災・減災を類推するような意思決定を特徴づける研究を現在進めている。次年度までにこの方向での研究をとりまとめたい。平成30年度は、前年度に得た原子力災害の賠償責任問題の分析成果を国内外のさまざまな学会および研究会で報告し、得られたコメントや意見をもとに、論文を改良した。具体的には、複数の不法行為者と被災者の間の因果関係が樹木構造になるような賠償責任問題における賠償金スキームの公理的研究(Oishi, van der Laan, and van den Brink, March 2018, Meisei University DP)を、理論経済学の国際学会Society of the Advancement of Economic Theoryの年次大会(於Academia Sinica、台北)、日本経済学会の秋季大会(於学習院大学)および京都大学経済研究所のミクロ経済学・ゲーム理論研究会のセミナーで報告した。これらの報告で得た国内外研究者たちのコメントや意見をもとに、当該論文で提唱した経済モデルの改良を進めることができた。さらに、当該研究は法学上のさまざまな概念も多用していることから、国内の法学研究会(人間環境問題研究会、於明治大学)でセミナー報告をし、多くの法学者から得たコメントや意見をもとに、当該論文の法学的側面についても改良を加えることができた。また、防災・減災の意思決定を適切な投票制度の中で位置づけるための基礎研究として、投票者たちの不満にさまざまな歪みがある場合の重み付き多数決投票制度の特徴付けを、前年度より引き続き行った。この研究成果は論文にまとめて、Oishi (March 2019, Meisei University DP)としてオープンアクセスの形態で幅広く公開している。さらにこの成果は、ゲーム理論の国際学会Pan Pacific Game Theory Conference(於早稲田大学)にて報告された。前年度に策定した平成30年度の研究の推進方策として掲げた、研究成果を国内外の学会で報告し、問題を精査し、必要に応じて修正等を行うことで、論文の完成度を高めるという目標は、上述のThe Society of the Advancement of Economic Theoryの年次大会、日本経済学会の秋季大会を含む5つの国内外の学会等における研究発表とそこで得た研究上のフィードバックで達成できた。この意味で、研究はおおむね進展しているといえる。
規制緩和の電力系統の安定運用に及ぼす影響と対策に関する研究

規制緩和下の電力系統においては、IPP発電機の潮流による種々の不安定要因を解消するために、パワエレを利用した機器が導入される機運にある。そのため、安定度解析プログラムを拡張してFACTS機器(SVC、SVG、TCSC)を組み込み、系統に与える影響を定量的に把握する手法を開発した。プログラムの検証に当たっては、電気学会「電力系統モデル標準化調査専門委員会」において作成された標準モデルを利用している。IPP発電機に設置すべき系統安定化装置の設計法については、系統の振動を積極的に減水させることを目的として、H∞制御理論を利用し良好な結果を得ている。また、電圧不安定現象にこれらの手法を拡張し適用する手法についても、より効率的なタップ変圧器の分散型制御方式を提案し、その制御性能が優れていることを立証した。さらに、FACTS機器の最適配置計画の重要性を指摘し、問題解法の枠組みを提案すると共にBenders分解法による効率的な解放を考案し、よい結果を得ている。電力系統の動的安全性(セキュリティ)は今後ますます重要になってくるが、このチェックは非常に計算時間がかかるので、Functional Link Neural Networkを用いて危険が予測される想定事故のみを効率的に須クリーニングする方法を開発しその有効性を確認している。IPP等の電力を託送する際、託送料金の合理的な計算手法として、主・双対内点法に基づいた短期限界費用の計算プログラムを開発し、その有効性を確認した。本年度は基本的な解析手法の開発、ならびにプログラムの作成を行い、下記の成果を得た。米国、英国など規制緩和の進んだ国々の電力系統について文献調査を行い、現在それについて分析中である。また、久保川(分担者)は電気学会の「電力系統モデル標準化調査専門委員会」に参加し、安定度検証用の標準モデルの作成に尽力している。電力の規制緩和に関連して必要となる周辺サービスのうち最も重要である、系統予備力供給方法について研究を行い一応の成果を得た。安定度解析プログラムにIPP発電機のモデルを組み込み、その妥当性については検討済みである。さらに、系統運用の柔軟性を維持するために今後導入が予想されるパワーエレクトロニックスを応用した制御機器モデルのうちSVC(静止型無効電力補償装置)を組み込み、後者について妥当性を検証中である。また、安定度の解析は長い計算時間を要するので、多数の想定故障に対する安定度をスクリーンするための簡便かつなるべく正確な評価手法の確立が望まれており、Functional Link Neural Networkを用いた動的セキュリティ評価手法の開発を行い、10機系に応用し良い結果を得ている。電圧安定度に関して、複数のタップ変圧器の動作が悪影響を及ぼすことがあり、それを防ぐための制御方式の開発を行うと共に、種々の想定故障に対する電圧安定性評価手法の開発を行いつつある。本年度は昨年度の研究に引き続き、プログラムのさらなる拡張・開発ならびに検証を行い下記の成果を得た。規制緩和化の電力系統においては、IPP発電機の潮流による種々の不安定要因を解消するために、パワエレを利用した機器が導入される機運にある。そのため、安定度解析プログラムを拡張して、SVC、SVGを組み込み、これらFACTS機器の系統に与える影響を定量的に把握する手法を開発している。これらの検証に当たっては、久保川(分担者)の参加した電気学会「電力系統モデル標準化調査専門委員会」において作成された標準モデルを利用している。また、電圧不安定現象にこれらの手法を拡張し適用する手法についても、より効率的なタップ変圧器の分散型制御方式を提案し、その制御性能が優れていることを立証している。IPP等の電力を託送する際、託送料金の合理的な計算手法として、主・双対内点法に基づいた短期限界費用の計算プログラムを開発し、現在検証中である。最終年となる本年度は、これまでの研究に引き続き、プログラムのさらなる拡張・開発ならびに検証を行い下記の成果を得た。

規制緩和化に伴って導入されるIPP発電機の潮流による種々の不安定要因を解消するために、パワエレを利用したFACTS機器の導入が種々検討されている。そのため、安定度解析プログラムを拡張して、SVC、SVG、TCSCを組み込み、これらFACTS機器の系統に与える影響を定量的に把握する手法を開発している。これらの検証に当たっては、久保川(分担者)の参加した電気学会「電力系統モデル標準化調査専門委員会」において作成された標準モデルを利用している。IPP発電気に設置すべき系統安定化装置の設計法については、系統の振動を積極的に減衰させることを目的として、H∞制御理論を利用し良好な結果を得ている。また、電圧不安定現象にこれらの手法を拡張し適用する手法についても、より効率的なタップ変圧器の分散型制御方式を提案し、その制御性能が優れていることを立証した。さらに、FACTS機器の最適配置計画の重要性を指摘し、問題解放の枠組みを提案すると共に、Benders分解法による効率的な解法を考案し、よい結果を得ている。IPP等の電力を託送する際、託送料金の合理的な計算手法として、主・双対内点法に基づいた短期限界費用の計算プログラムを開発し、その有効性を確認した。
神子柴系石器群の生成とその性格をめぐる研究

本研究の目的は、最終氷期末の日本列島に展開した神子柴系石器群の生成とその性格についての解明である。2年度目となる平成30年度においては、以下の4点について重点的に研究を行った。1:神子柴系石器群の性格や他の石器群へ影響について考究するシンポジウム「神子柴系石器群:その存在と影響」の実施。2:神子柴系石器群に関する石器石材原産地の調査3:神子柴系石器群の遺跡立地調査。4:研究成果の普及・公開まず、1については、シンポジウム「神子柴系石器群その存在と影響」(2018・9/29・30)を、神子柴遺跡の石器全点(国重文)の展示のある長野県伊那市創造館において主催し、問題点をめぐる総括的な講演を佐藤宏之氏(東京大学大学院教授)に行っていただいた。また、各研究者が石器石材(中村由克)、石器製作技術(大場正善)、性格論(栗島義明)、東海地方の様相論(池谷信之)、北海道の存否論(中沢祐一)、神子柴遺跡本体の様相論(堤隆)を論じ、パネルディスカッションを実施した。これによって本研究の論点が明確化し、性格や広がりに関する理解が深化した。2の石器石材産地については、山梨県北杜市緑色チャート原産地(2018・5/21)、長野県和田峠黒曜石原産地(8/12)、東京都神津島黒曜石原産地(8/25)、静岡県伊豆柏峠黒曜石原産地(2019・2/19)を踏査し、石材の産状、サイズ、質などを確認、神子柴系石器群での石材利用のあり方を考える成果が得られた。3の遺跡立地調査に関しては、長野県南箕輪村の神子柴遺跡そのものや野尻湖周辺など関連遺跡を踏査し、その特徴を把握した。4の研究成果の普及・公開に関しては、さきのシンポジウムの総括講演を一般も対象とし、あわせて関連石器群を同会場で展示公開し、100名を超す来場者を得、一般の関心も高まった。本研究が明らかにしたいところは「神子柴系石器群の生成そしてその性格」である。研究代表者は研究スタート年度より、その生成に関して分布的な広がりを追い、その粗密から出自を把握しようと集成を行っている。あわせてデータベースの構築を進め、基礎資料化を目指している。一方、石器群の位置づけをめぐる多様な認識の理解も必要不可欠だが、この点に関しては当該研究のエキスパートを集めたシンポジウム「神子柴系石器群その存在と影響」を主催し、整理した。ことに性格論(佐藤宏之東大大学院教授・栗島義明博士)、分布論(池谷信之博士・中沢祐一博士)に関する議論が包括的に整理され、一定の見通しが得られた。また、同タイトルの書籍を刊行し、広くその成果を問うことができた。重点的な研究課題である石材利用問題に関しては、研究代表者自身が、長野和田峠・静岡柏峠・東京都神津島の黒曜石原産地、および山梨県の緑色チャート原産地を踏査し、神子柴系石器群の前段階も含めたそのあり方を検討することができた。(「神津島における黒曜石原産地と菊若遺跡の石器」『資源環境と人類』9掲載論文、「野辺山高原における後期旧石器時代の緑色チャート利用」2018・6/23日本旧石器学会ポスター発表)。上記の点において、研究は内容的にもスケジュール的にもおおむね順調に進展している。本研究の目的である最終氷期末の日本列島に展開した神子柴系石器群の生成とその性格についての解明のため、当初の計画どおり以下の方策で研究を推進する。1:神子柴系石器群の生成プロセスを明らかにするため、前段階の細石刃石器群のあり方(石器形態・石器組成・石材構成)を関東・中部地方を中心に具体的に明らかにし、その連続性・非連続性を考察する。あわせてそれ以外の地域の当該石器群のあり方も注視する。2:神子柴石器群の遺跡性格にかかわる問題として、遺跡形成論・石器の使用痕跡論・石器の来歴分析の観点から、考究を進める。3:初年度から行っている日本列島における神子柴系石器群の資料集成を、器種組成や石材組成も含めて引き続き行い、データベース化を目指す。あわせて英文データベースの整備を行い内外の利用を可能とする。4:神子柴系石器群の生成と性格に関するシンポジウム、第1回目(2017テーマ:石斧)・第2回目(2018テーマ:遺跡性格・分布)のと異なる論点、すなわち主猟具という論点から第3回目のシンポジウムを本年度に実施し(会場調整中1011月を予定)、さらに研究を推進する。本研究の目的は、最終氷期末の日本列島に展開した神子柴系石器群の生成とその性格についての解明でである。初年度である平成29年度においては、以下の4点について重点的に研究を行った。1:研究にあたっての論点を明確にするためのシンポジウム「神子柴系石器群とは何か」の実施。2:神子柴遺跡出土の石器群の観察とそれに基づく利用エピソードに関する論文発表。3:石器石材原産地の踏査とその結果報告。4:博物館における神子柴系石器群の展示による普及・公開である。

平成30年2月3日・4日に研究代表者が主催したシンポジウム「神子柴系石器群とは何か」では、「神子柴石器群の成立過程とその意義」のテーマで稲田孝司岡山大名誉教授が講演、その後、両面調整石器のあり方、石材、石斧などのテーマで5本の基調報告が、研究代表者を含む当該期の研究者によってなされ、問題点が浮き彫りになった。約80名の研究者が参加し、論点は56頁のシンポジウム論集となった。研究論文は、神子柴遺跡の両面調整体を取り上げ、そのライフサイクルについて考察した。使用/未使用が問題となる当該石器だが、使用痕分析により使用されたことを証明し、かつ長距離を持ち運ばれたモバイルツールであることを明らかにした(堤隆2018「ある両面調整体をめぐるエピソード」『資源環境と人類』8号明治大学黒耀石研究センター)。また、佐久地域における石器石材となる安山岩・頁岩の産地踏査も実施した。シンポジウムに合わせ神子柴系石器群の代表格でもある唐沢B遺跡の石器(長野県宝)の展示を浅間縄文ミュージアムにおいて1か月間行った。当日、研究者には実資料を観察していただいたのと同時に、一般市民も見学され、通算1400名の目に触れ、普及効果もあった。神子柴系石器群の生成とその性格に関する究明においてまず重要なのは、この問題に関する多様な見解を認識し、咀嚼し、研究上の論点を明確にすることである。その点において、当該研究のエキスパートを集めたシンポジウム「神子柴系石器群とは何か」の実施は、研究を達成するうえで初年度に重要な針路を示すことになった。また、各研究者の発表要旨は書籍化し、シンポジウム参加者以外も成果を共有できるようにした。研究面では、神子柴系石器群の性格を解明するうえで重要な神子柴遺跡の石器の機能について、使用痕・運搬痕の顕微鏡観察をもとに、新たな見解を提示することができた。未使用で儀礼品だとされた石器が使用されており、きわめて長距離を運搬されていることが明らかになった。成果は、シンポジウム「神子柴系石器群とは何か」において口頭発表するとともに、堤隆2018「ある両面調整体をめぐるエピソード」『資源環境と人類』8号明治大学黒耀石研究センターに報告した。神子柴遺跡でも多用されている信州産の黒曜石に関しては、和田峠や麦草峠などの信州黒曜石原産地がいかに開発され、後期旧石器時代から縄文時代全般を通じいかに流通したかについて、堤隆2018「信州黒曜石原産地の資源開発と供給をめぐって」『島根県古代文化研究論集』19、pp.1-16島根県古代文化研究センター、として論文発表を行い、先史時代における石材利用問題を掘り下げた。本研究の目的は、最終氷期末の日本列島に展開した神子柴系石器群の生成とその性格についての解明である。2年度目となる平成30年度においては、以下の4点について重点的に研究を行った。1:神子柴系石器群の性格や他の石器群へ影響について考究するシンポジウム「神子柴系石器群:その存在と影響」の実施。2:神子柴系石器群に関する石器石材原産地の調査3:神子柴系石器群の遺跡立地調査。4:研究成果の普及・公開まず、1については、シンポジウム「神子柴系石器群その存在と影響」(2018・9/29・30)を、神子柴遺跡の石器全点(国重文)の展示のある長野県伊那市創造館において主催し、問題点をめぐる総括的な講演を佐藤宏之氏(東京大学大学院教授)に行っていただいた。また、各研究者が石器石材(中村由克)、石器製作技術(大場正善)、性格論(栗島義明)、東海地方の様相論(池谷信之)、北海道の存否論(中沢祐一)、神子柴遺跡本体の様相論(堤隆)を論じ、パネルディスカッションを実施した。これによって本研究の論点が明確化し、性格や広がりに関する理解が深化した。
筋骨格ロボットアームにおけるヒト型反射回路の実現と機能解明

本研究では,自己受容器に相当するセンサを備えた筋骨格ロボットアームによるヒトの運動の適応性の構成論的解明と応用を目標とした.そのため,ヒトの肩複合体の機能を高い耐久性・信頼性を持って再現できる剛体リンク機構を提案したほか,ロボットを駆動する多数の空気圧人工筋に取り付け可能な小型の固有受容器センサを開発し,ヒトの上肢の筋骨格構造,および特徴的な受容器の応答の両方を再現した筋骨格ロボットアームを新たに開発した.それを用い,機械的拘束下における柔軟な筋骨格ロボットアームの利点を確認したほか,そのようなロボットの運動生成に有用な直接教示手法の提案などを行った.本研究では,3年間の研究期間を通じ,筋に存在する自己受容器,脊髄を中枢とする神経回路,筋骨格系の機械的構造の全てを模した筋骨格ロボットアームを開発することで,ヒトの運動における反射の役割の構成論的理解とロボティクスへの応用を目指している.計画は,年度毎に,1)自己受容器を模したセンサ開発,2)開発した自己受容器センサ,ヒト型反射回路を搭載した筋骨格ロボットアームの開発,3)開発した筋骨格ロボットアームの評価実験という大まかな3ステップとしていたため,当初の予定では,平成26年度は筋紡錘とゴルジ腱器官に相当するセンサの開発を目的としていた.この内,ゴルジ腱器官に相当する引張型の小型ロードセルについては,要求を満足するセンサを開発することができた.一方,筋紡錘センサについては,その要求を満足する上で重要な柔軟性のあるセンサについての選定ができたものの,筋紡錘センサの開発・評価にまでは至らなかった.そのため平成27年度では,筋紡錘センサの開発・評価を引き続き行うこととする.一方,ゴルジ腱器官に相当する引張型の小型ロードセルの評価を目的とし,当初平成27年度の予定としていた人の肩複合体を模した構造を持つ筋骨格ロボットアームの開発を開始した.それにより,複雑な肩複合体をリンク機構で表現するための設計,手首と指の駆動の両方に関係する二関節筋についての実装方法に関して計画が大幅に進んだ.特に,前者については,国際会議での発表のため論文を投稿したほか,現在,学術雑誌への投稿も準備している.本研究では,ヒトの固有受容器に相当するセンサを搭載した筋骨格ロボットアームを開発し,ヒトの骨格筋に見られる反射について,ロボティクスの視点からの機能解明と応用を目指している.平成27年度の主要な研究の成果は,ヒトの固有受容器として筋紡錘とゴルジ腱器官に注目し,その機能を模倣した非常にコンパクトなセンサシステムを開発したことである.開発したセンサシステムは,本研究で筋骨格ロボットアームのための人工筋肉として使用する空気圧人工筋の特徴を活かし,その端部に簡単に取り付けることができる.また,センサの読み取りに必要な増幅器,ヒトの固有受容器にみられる特性の変化を模倣するための通信機能などをもたせた回路基板についてもコンパクトに実現し,空気圧人工金の収縮量や取り付けの自由度を損なうこと無く,各空気圧人工筋の端部に取り付けることができる.この成果は,国際会議で発表を行い,現在,論文化を進めている他,本年度に開催される国内会議でも,その応用についての発表を行う予定である.また,平成26年度の成果であるヒトの肩複合体の機能を再現できるリンク機構について,平成27年度に開催された国際会議(IROS2016)で発表を行った他,当該分野の主要な論文誌であるBioinspiration & Biomimeticsに論文が掲載された.本年度に開発されたセンサ,および本年度発表した肩複合体のリンク機構は,当初より,本研究計画の遂行において主要な問題として挙げており,本成果によって平成28年度の研究計画の円滑な遂行が期待できる.当初の計画では,平成27年度までに筋骨格ロボットアームの試作を終え,平成28年度にその改良と,ヒトの反射を生む神経回路を模した制御系の実装・評価を行うこととしていた.その一方,本年度に開発したヒトの固有受容器を模したセンサシステムについては,技術的な困難が多いと予想していたため,問題が生じた場合,平成28年度に筋骨格ロボットアームの開発をずらすとともに,その機構を簡単化することとしていた.現在,センサシステムについては計画通りに開発を終えているが,それを用いた筋骨格ロボットアームの試作は達成できていない.しかし,平成26年度において,筋骨格ロボットアームの機構の内,最も複雑な肩の構造について一定の成果が得られていることから,平成28年度に開発する筋骨格ロボットアームは,機構を簡単化することなく,計画通りに開発・評価することができると考えられる.以上のことから,本研究計画は,(2)概ね順調に進展していると考えられる.本年度の研究実績は以下のとおりである.(1)10自由度筋骨格ロボットアームの開発前年度までに研究・開発した機構を用い,肩甲骨の3自由度を含むヒト上肢10自由度を再現する骨格構造を設計・制作した.さらに,その骨格構造に対し,ヒト上肢の主要な筋の配置を参考にして空気圧人工筋を取り付けることで筋骨格ロボットアームを開発した.各空気圧人工筋は,圧力フィードバック制御によって内圧が連続的に制御できるほか,張力センサも備えている.研究計画では,前年度までに開発した人工筋紡錘センサを全ての空気圧人工筋に搭載することを予定していたが,そこまでは至らず,手首の駆動に関わり,拮抗の関係にある2つの空気圧人工筋に搭載するに留まった.(2)開発した筋骨格

ロボットアームの直接教示と物理的拘束を利用する運動の実現上記の筋骨格ロボットアームに望みの姿勢をとらせるため,研究代表者が以前に提案した空気圧人工筋駆動のための直接教示手法を適用し,当該筋骨格ロボットアームにおいても十分に機能することを確認した.また,開発した筋骨格ロボットアームの利点を示す典型的なタスクとして,クランク回しに着目し,単純な目標圧力値の切り替えによる制御によって実現できることを確認した.圧力・張力センサのデータを解析することで,柔軟な筋骨格系が物理的拘束によって手先に加わる力をアーム全体に分散する働きを担うこと,および圧力・張力センサデータから与えられる物理的拘束の特徴を抽出できることを確認した.本研究では,自己受容器に相当するセンサを備えた筋骨格ロボットアームによるヒトの運動の適応性の構成論的解明と応用を目標とした.そのため,ヒトの肩複合体の機能を高い耐久性・信頼性を持って再現できる剛体リンク機構を提案したほか,ロボットを駆動する多数の空気圧人工筋に取り付け可能な小型の固有受容器センサを開発し,ヒトの上肢の筋骨格構造,および特徴的な受容器の応答の両方を再現した筋骨格ロボットアームを新たに開発した.それを用い,機械的拘束下における柔軟な筋骨格ロボットアームの利点を確認したほか,そのようなロボットの運動生成に有用な直接教示手法の提案などを行った.平成26年度中の達成を目指していた前述の2つの目標の内,1つについては達成に至らなかったものの,平成27年度の目標の内,達成の難易度が高いと考えられる問題について研究が進展した.そのため,平成26年度の計画の遅れは,平成27年度の計画の遂行において解消され,平成28年度を前に当初の計画通りの進展が見込まれる.加えて,平成26年度で先んじて得られた平成27年度の計画における成果は,特に達成が困難であると想定していた課題であるため,全体として当初の計画以上の進展も期待できる.それらを総合し,平成26年度の達成度の区分としては「おおむね順調に進展している」に相当すると判断できる.平成28年度は,肩複合体リンク機構や固有受容器に相当するセンサなど,これまでに得られた成果を統合し,筋骨格ロボットアームを開発し,ヒトの脊髄反射を生む神経回路を模した制御則の実装・評価を行うことを目指す.現在,その予備実験として,非常に単純な1自由度拮抗筋駆動のロボットアームに開発したセンサを搭載し,ヒトの脊髄反射の神経回路を真似ることで,伸張反射,相互抑制や共収縮などといった特徴的な筋活動をロボットで再現する試みを行っており,成果が得られ始めている.そこで,平成28年度は,当初の目的である筋骨格ロボットアームの開発を進めると同時に,この単純な1自由度拮抗筋駆動ロボットアームをテストベッドとしてヒトの脊髄反射の神経回路を模した制御則の研究を進め,それらの成果を統合することで平成28年度中の円滑な目的達成を目指す.28年度が最終年度であるため、記入しない。知能ロボティクス
OKT4エピトープ欠損リンパ球の機能的検索

【目的】OKT4エピトープ欠損(ホモ接合体、ヘテロ接合体)リンパ球の抗原提示細胞(単球)を介する、また直後CD3分子の刺激を介する反応について検索を行った。【結論】OKT4エピトープ欠損リンパ球は抗原提示細胞からの刺激に対しても(T-cell receptor/CD3分子)、CD3分子の直接刺激に対しても、正常者リンパ球と変わりなく反応する。そして、それらの反応に対し種々のサイトカインを産生する。したがって、検索を行った限りでは、機能異常は見い出せない。抗原提示細胞がMHC classIIと共に抗原由来のペプチドを発現し、Tcell receptor(TCR)がそれを認識する際、CD4分子は接着分子として不可欠である。すでに、CD4分子に関与する機能・・・・HIV感染性、ホルボール・エステルによるCD4分子の内部化、IL-2産生・・・・などについて検索を行い、OKT4エピトープ欠損リンパ球には異常のないことを報告した。今回、マクロファージおよびTCRを介するシグナルに対し、OKT4エピトープ欠損リンパ球が反応し得るか否かについて検索を行っている。健常者2名、OKT4エピトープ欠損症(ホモ接合体2名、ヘテロ接合体2名)4名について検索を行った。それぞれの末梢血より単核球を分離した。その一部、単球を含む分画はPPD(purified protein-derivatives of mycobacterium tuberculosis)で刺激・培養した。そして、3日後にDNA合成能を検索したが、特に異常は見出せなかった。また、培養24時間後の細胞について、IL-2,IFN-γ,IL-5,IL-4mRNAの発現を検索したが、異常は見出せなかった。すなわち、OKT4エピトープ欠損リンパ球はMHC classIIからの刺激・シグナルの伝達には異常はないものと思われる。次いで、TCRを介する刺激について検討を行っている。すなわち、TCRを直接刺激する方法として、抗CD3モノクローナル抗体を用いるのが最適と考えられる。しかし、単球を完全に除去しない限り、正確なアッセイ系とは言えない。すなわち、プラスチック・デッシューでマクロファージを付着・除去するのみでは不十分と考えられ、現在、その方法を検討している。【目的】OKT4エピトープ欠損(ホモ接合体、ヘテロ接合体)リンパ球の抗原提示細胞(単球)を介する、また直接CD3分子の刺激を介する反応について検索を行った。【結論】OKT4エピトープ欠損リンパ球は抗原提示細胞からの刺激に対しても(T-cell receptor/CD3分子)、またCD3分子の直接刺激に対しても、正常者リンパ球と変わりなく反応する。
高気温ストレス条件下における野菜類の光合成維持機構に関する研究

本研究は,高温下でのキュウリの光合成の維持と光合成産物の根からの滲出との関係を明らかにすることを目的とした.高温(38°C)処理によりキュウリの生長は著しく抑制されたが,光合成速度は高い値を維持した.植物体の全糖含量は,対照区(28°C)に比較して葉では高温処理区で高かったが,茎では高温処理区で著しく低下し,高温によって植物体に蓄積する糖含量が低下した.一方,培養液中の全糖含量は,対照区に比較して高温処理区で約2.5倍の値となった.これらのことから,キュウリでは,高温ストレスによって光合成産物の植物体内における蓄積が減少するとともに,光合成産物の根からの滲出が高まることが明らかとなった.高温下での根からの糖滲出と光合成維持との関係をより明確にするために,植物体へのスクロース溶液の注入実験を行った.常温条件下でスクロースを注入すると,蒸留水を注入したものに比較して光合成速度が低下した.これは,植物体におけるスクロース蓄積により光合成のフィードバック阻害が起こったと考えられる.しかし,高温条件下においては,スクロース処理による光合成速度の低下は認められなかった.さらに高温下における培養液中に含まれる糖含量は,スクロース処理を行ったものの方が蒸留水を注入したものよりも高くなった.以上のことから,高温下での根からの糖滲出が植物体内に余った光合成産物を積極的に排出し,光合成のフィードバック阻害を回避し,光合成を維持する生理的意義をもつことが示唆される.高温下での積極的な根からの糖滲出が根のいかなる機能変化によって起こるかを解明することが今後の課題である.本研究は,高気温ストレス条件下において野菜類の光合成を維持する生理機構として,過剰に生産された光合成産物を根から積極的に流出させ,光合成におけるフィードバック阻害が回避されるという仮説に基づいている.本年度は,高気温条件下における炭素固定・代謝と根からの糖の流出の量的関係を明らかにすることを目的に,水耕栽培で7日間成育させたキュウリ幼植物体の成長,個葉の光合成速度,呼吸速度および栽培に用いた培養液(18リットル)の総可溶性糖含量(根からの糖流出量)を高気温(40°C)および常温(30°C)条件下で比較した.全生体重は常温下で128.03g,高温下で73.49gであった.個葉の正味光合成速度は高温下で約10%低下したが,真の光合成速度は二処理間で差がなく,高温下における正味の光合成速度の低下は呼吸速度が増加したためであり,高温下でも光合成機能は低下しないことが確認された.常温下の培養液の総グルコース,フルクトースおよびスクロース含量は,それぞれ207.72,179.46および3.6mg/18リットルであった.また,キュウリの転流糖であるオリゴ糖は検出されなかった.キュウリ個体の糖含量は0.10.5mg/gFWであるが,常温下においても個体に蓄積される可溶性糖以上の糖を根から流出させることが明らかとなった.一方,高温下の培養液の総グルコースおよびフルクトース含量はそれぞれ2.3倍,2.0倍に増加した.このことは,高温ストレスによって根からの糖流出量が増加したことを示し,個体における炭素固定・代謝的なシンク・ソースバランスを良好に保つ一機構である可能性が示唆される.現在,個体における炭素固定・代謝収支を算出するシステムを開発中である.これを用いることにより,高温下における光合成の維持機構としての根からの積極的な糖流出の役割がより明確になるものと考えられる.本研究は,高気温ストレス条件下において,過剰に生産された光合成産物を根から積極的に流出させることによって,光合成におけるフィードバック阻害が回避され,光合成機能が維持されるという仮説に基づいている.昨年度は,高気温条件下における炭素固定・代謝と根からの糖流出の量的関係を明らかにした.すなわち,高気温によって光合成能力が維持されると同時に根から流出した可溶性糖含量が倍増したことを確認し,根からの糖流出が炭素固定・代謝のシンク・ソースバランスを良好に保つ機構の一つである可能性が示唆された.本年度は,高気温条件下における根からの糖流出の重要性を確認することを目的に,キュウリに外生的に糖を点滴する処理を行い,高気温条件下における光合成速度および根からの糖流出量の変化について調べた.40°Cの高気温条件下において,外生的にスクロースを与えた区(糖点滴区)の光合成速度は,与えなかった対照区とほぼ同じ値を示した.また,糖点滴区の葉の可溶性糖含量は対照区よりもわずかに高まる程度であった.しかし,28°Cの常温条件下では,糖を点滴することによって葉の可溶性糖が蓄積するとともに光合成速度が著しく低下した.一方,培養液の可溶性糖含量は,高気温条件下では対照区に比較して糖点滴区で著しく高くなったが,常温条件下では,そのような現象は認められなかった.以上より,キュウリには,高気温ストレス下での炭素固定と代謝のシンク・ソースバランスの悪化を回避するために,過剰な光合成産物を根から積極的に排出する機構が高気温によって誘導されることが明らかとなった.今後は高気温によるキュウリの根からの糖排出機構が何によってもたらされるのかを調査するとともに,このような機構が,その他の野菜類にも存在するかどうかを確認する予定である.

本研究は,高温下でのキュウリの光合成の維持と光合成産物の根からの滲出との関係を明らかにすることを目的とした.高温(38°C)処理によりキュウリの生長は著しく抑制されたが,光合成速度は高い値を維持した.植物体の全糖含量は,対照区(28°C)に比較して葉では高温処理区で高かったが,茎では高温処理区で著しく低下し,高温によって植物体に蓄積する糖含量が低下した.一方,培養液中の全糖含量は,対照区に比較して高温処理区で約2.5倍の値となった.これらのことから,キュウリでは,高温ストレスによって光合成産物の植物体内における蓄積が減少するとともに,光合成産物の根からの滲出が高まることが明らかとなった.高温下での根からの糖滲出と光合成維持との関係をより明確にするために,植物体へのスクロース溶液の注入実験を行った.常温条件下でスクロースを注入すると,蒸留水を注入したものに比較して光合成速度が低下した.これは,植物体におけるスクロース蓄積により光合成のフィードバック阻害が起こったと考えられる.しかし,高温条件下においては,スクロース処理による光合成速度の低下は認められなかった.さらに高温下における培養液中に含まれる糖含量は,スクロース処理を行ったものの方が蒸留水を注入したものよりも高くなった.以上のことから,高温下での根からの糖滲出が植物体内に余った光合成産物を積極的に排出し,光合成のフィードバック阻害を回避し,光合成を維持する生理的意義をもつことが示唆される.高温下での積極的な根からの糖滲出が根のいかなる機能変化によって起こるかを解明することが今後の課題である.
蒸着重合法による積層ブロックコポリマー薄膜の形成と機能発現

高分子材料を従来のコーティング法で製膜すると、溶媒に起因する問題で積層構造や界面構造を十分に制御することは困難である。そこで本研究では、物理蒸着法を用いて無溶媒で高分子薄膜を積層することによって、安定かつ良く定義された高分子薄膜・界面構造を形成する手法を開拓し、これを有機発光デバイスの形成に応用した。特に電荷輸送機能部位としてテトラフェニルジアミノビフェニル、発光機能部位として燐光性イリジウム錯体を持ち、かつ重合性官能基で修飾したモノマーを開発し、熱アシストを併用した物理蒸着重合法で製膜した。その結果、重合性モノマーを蒸着重合すると、熱的安定性に優れた高分子薄膜が形成できることが示された。次に透明電極上に正孔輸送層および発光層を連続的に積層して層状重合膜構造を形成し、さらに一般的な電子輸送層および電子注入電極を蒸着して発光素子を作製した結果、蒸着重合膜を用いることで励起子が発光層内部にとどまり、発光効率及びスペクトルが改善できること、さらに素子寿命に顕著な改善が得られることなどが明らかとなった。次に積層型蒸着重合を用いた新規領域の開拓として、全ドライプロセスによるポリペプチド薄膜形成を試みた。金表面にアミノアルカンチオールとNカルボキシ無水アミノ酸を順次積層することで、前者を重合開始及び基板・膜界面の結合層として、ポリペプチド重合膜が成長した。特にアミノアルカンチオールの製膜条件によって、ポリペプチド薄膜の成長過程が大きく異なることが観察され、第一層の分子配向や基板との結合状況が第二層の重合を左右することが示された。特に第一層の膜厚を数ナノメートル以下に限定することで、均一なポリペプチド薄膜を無溶媒で形成できることが明らかとなった。有機電子デバイスを構築するためには、異なった電荷輸送あるいは光機能を持つ複数の有機薄膜を積層し、界面での電荷輸送現象を利用して機能を発現させる。しかしながら多くの分子性半導体などはファンデルワールス結晶を形成する材料であり、層間には化学結合が存在せず、これが構造的不安定性を誘起するのみならず、電荷トラップを形成して電子機能を損なう可能性がある。そこで蒸着重合法を利用して、真空ドライプロセスによって安定性の高い高分子薄膜を形成すると同時に、薄膜積層構造がブロック状コポリマーとして形成されるように、逐次的蒸着を行い、安定な分子内化学結合による界面を持つ積層構造を構築する。このために、まず基板/膜界面に着目し、重合開始部位を持つ自己組織化膜を基板表面に形成し、この上に電荷輸送機能を持つモノマー材料を蒸着することによって、界面に安定な化学結合を持つ薄膜を形成した。重合開始剤としてはアゾ色素、モノマー材料としてはカルバゾールプロピルアクリレート及びビニルテトラフェニルジアミノビフェニルを用いた。重合活性化の手法として、蒸着後の薄膜に紫外線照射を行う手法と、蒸着中のモノマーに電子照射を行うイオン化蒸着法の二つの方法を用い、基板表面での重合反応によって高分子薄膜を得た。このようにして得られた薄膜は、界面に化学結合を導入しない場合に比較して、製膜後の結晶化が観察されず、熱処理による凝集も生じないことが明らかとなった。このようにして、基板表面からグラフト成長した正孔輸送性薄膜が得られたので、その上に薄膜に電子輸送層としてアルミニウムキノリノール錯体を蒸着し、さらに陰極を蒸着して有機電界発光素子を形成した。その結果、界面に化学結合を導入することにより発光開始電圧が低下し、優れた特性の素子が得られることが示された。

しかしながら多くの分子性半導体などはファンデルワールス結晶を形成する材料であり、層間には化学結合が存在せず、これが構造的不安定性を誘起するのみならず、電荷トラップを形成して電子機能を損なう可能性がある。そこで蒸着重合法を利用して、真空ドライプロセスによって安定性の高い高分子薄膜を形成すると同時に、薄膜積層構造がブロック状コポリマーとして形成されるように、逐次的蒸着を行い、安定な分子内化学結合による界面を持つ積層構造を構築する。このために、まず基板/膜界面に着目し、重合開始部位としてアゾ基を持つ自己組織化膜を基板表面に形成し、この上に電荷輸送機能を持つモノマー材料を蒸着することによって、界面に安定な化学結合を持つ薄膜を形成した。さらに、このように形成した正孔輸送層の上に電子輸送性発光層を積層するために、燐光発光機能を持つイリジウム錯体のビニルモノマー及び電子輸送性オキサジアゾール系ビニルモノマーを開発した。電子照射蒸着によってこれらの共蒸着重合膜を形成し、有機EL素子を構築した結果、従来の単純な蒸着による積層素子に比較して、輝度半減寿命が大幅に向上する可能性が示された。これは蒸着重合法を用いることによって熱的安定性に優れた高分子薄膜積層構造が形成されたためだと考えられる。このように蒸着重合法は新規なコポリマー積層薄膜形成法として興味深いのみならず、有機電子デバイス応用に向けての有意義な基盤技術として貢献するものと期待される。物理蒸着法を用いると従来のコーティング法では不可能な特徴的薄膜を形成できる。そこでフッ素系高分子薄膜に注目し、物理蒸着による膜成長過程を赤外分光法によってその場観察した。蒸着材料として長鎖フッ化アルキルアクリレート(EFUAc)を用い、電子線アシスト蒸着法により製膜を行うと、蒸着と同時に基板表面で重合反応が進み、高分子薄膜が形成されることが示された。しかしながらフッ素モノマーは付着係数が小さく、基板を冷却しなければ膜成長しない。そこでEFUAcを2官能性アクリレートと同時蒸着し、共重合膜の形成を試みた。その結果、共重合膜の形成によって膜の付着性が向上し、基板冷却を行わずにフッ素系高分子薄膜の形成が可能になるとともに、安定性の高い均質な非晶膜を形成できることが示された。次にデバイス応用として有機エレクトロルミネセンス素子に着目し、電荷輸送及び発光機能を持つアクリレート材料を物理蒸着することで、高分子積層型素子の形成を試みた。特に正孔輸送機能材料としてビニル基を1個あるいは2個持つトリフェニルアミン(vTPD、DvTPD)、発光機能材料として緑色及び赤色の燐光を示すイリジウム錯体のビニル誘導体(vIr(ppy)_3、Ir(piq)_2acac-vb)を開発した。これらの材料を物理蒸着によって製膜し、その後基板を加熱して固相重合を進行させることで重合膜を形成した。さらに、正孔輸送層・発光層を連続的に蒸着することによって、ブロック状に重合した高分子積層構造を形成した。これらの結果、ビニル誘導体化合物を用いて重合膜を形成することによって特に素子の熱的安定性が向上し、寿命特性の改善に大きな効果があることが示された。一方、発光効率については重合による大きな改善は観察されず、電荷輸送・再結合過程は高分子化によって変化しないものと考えられた。高分子材料を従来のコーティング法で製膜すると、溶媒に起因する問題で積層構造や界面構造を十分に制御することは困難である。
生体分子の分子認識プロセスの時空間的スケールギャップ問題の解決のための基礎研究

本研究の目的はタンパク質、DNAなどの生体分子の分子認識系において、微視的な1分子・ナノ秒の分子結合のダイナミクスと、巨視的な分子集団(>109分子)において秒時間で観察される分子結合カイネティクスを双方向に議論可能な新しい反応速度論の構築である。ナノ秒スケールの1分子結合ダイナミクス(微視レベル)、秒から時間スケールの結合・反応カイネティクス(巨視レベル)の相関を様々な分子環境(温度、塩濃度、pH、分子夾雑状態など)において解析する。これを基に微視的な結合ダイナミクスの情報を用いて巨視的な反応次数、速度定数の定式化を行う。
樹皮スベリン芳香族部分の構造と生合成

本研究において,以下の知見を得た。1.スベリン芳香族部分の前駆体または同関連物質と予想されるフェルラ酸長鎖アルキルエステル類とカフェー酸長鎖アルキルエステル類を、全樹皮、外樹皮、内樹皮について分析した。両樹種ともに両エステル類は外樹皮に特異的に存在し、アベマキでは後者が、イチョウには前者が主要だった。2.芳香族部分の構造類推のために、フェルラ酸ブチルを樹皮粗酵素/過酸化水素によって脱水素重合すると、β-O-4'エノールエーテル型、β-5'型及び各種のβ-β'型の2量体が生じた。同様に、カフェー酸ブチルからはβ-6'型と各種β-β'型2量体が生成した。3.芳香族部分の構造解明のために、アベマキ脱脂外樹皮粉をメタノリシス処理した。フェルラ酸メチル、フェルロイルオキシ脂肪酸メチル(n=22,24)、β-O-4'エノールエーテル型フェルラ酸メチル2量体(イチョウからも得た)、バニリン、コニフェリルアルデヒドを単離・同定した。β-5'ベンゾフラン型フェルラ酸メチル2量体とβ-5'スチルベン型フェルラ酸メチル・フェルロイルオキシ脂肪酸メチル2量体と推定される物質を単離した。従って、スベリン芳香族領域はフェルラ酸等が脱水素重合した構造を含み、それが脂肪族部分のω-ヒドロキシ脂肪酸とエステル結合していることが示唆された。4.アベマキ枝を用いて^<14>Cで標識した前駆体のfeeding実験を行った。この樹皮をメタノリシスして分析した。放射能はコニフェリルアルデヒド画分に、そして微量ながらもβ-O-4'エノールエーテル型フェルラ酸メチル2量体画分に取込まれた。5.アベマキ等の脱脂外樹皮粉を微粉砕し、細胞壁多糖類を酵素分解し、脂肪族部分をメタノリシス処理し,各段階の残渣を固体^<13>C NMR及びFT-IR測定した。外樹皮中の多糖類は、芳香族部分よりも脂肪族部分に多く結合していると推定した。1.生合成中間体の探索:スベリン芳香族部分の前駆体と予想されるケイ皮酸エステル類を、アベマキ及びイチョウの外樹皮粉を用いて分析した。この結果、アベマキにおいてはカフェ酸エステルが、イチョウにはフェルラ酸エステルが多く存在することが示された。このことから、スベリン芳香族部分は樹種により異なる組成を持ち、アベマキにおいてはカフェ酸エステルが、イチョウにおいてはフェルラ酸エステルが主要な構成成分であることが示唆された。今後、他の生合成中間体と予想される物質の探索を行なうとともに、これら予想前駆体の詳細な定量実験も行なう。2.モデル化合物の重合体分析:ケイ皮酸エステル類がどのように重合し、スベリン芳香族部分を形成しているのかを調べるために、モデル系としてフェルラ酸ブチル、カフェ酸ブチルを用いた脱水素重合実験を行なった。この結果、フェルラ酸ブチル重合物からβ-O-4'型,β-5'型、ジヒドロナフタレン型、ナフタレン型及びβ-β'型2量体を、カフェ酸ブチルからはβ-6'型及びジヒドロナフタレン型2量体の生成を確認した。このことからスベリン芳香族部分には上記の結合様式の存在が示唆された。

3.外樹皮分解物の分析:スベリン芳香族領域の結合様式を解明するために、抽出成分を除いたイチョウ外樹皮粉をメタノリシスし、分解物の分析を行なった。これによりフェルロイルオキシ脂肪酸メチル類と示唆される物質が得られた。今後、アベマキにおいても同様の操作を行ない分解物中の2量体を探索する。また、他の分解条件での分析も行なう。4.フィーディング実験:^<14>Cで標識したρ-ヒドロキシケイ皮酸をアベマキ及びイチョウの若枝に投与した。現在、この基質がスベリン芳香族部分及び予想前駆体にどのように取り込まれているのかについて分析を進めている。また、他の基質を用いたフィーフィング実験も行なう。1.樹皮の塩基性メタノリシスによる構造解析:アベマキおよびイチョウの樹皮粉を,各種有機溶媒及び熱水で抽出して,脱脂樹皮粉を調製した。これを無水メタノール中ナトリウムメトキシドによって80°Cで2時間処理した。アベマキからフェルラ酸メチル,フェルロイルオキシ脂肪酸メチル,β-0-4'エノールエーテル型フェルラ酸メチル2量体,β-5'ベンゾフラン型フェルラ酸メチル2量体,β-5'スチルベン型フェルラ酸2量体のフェルロイルオキシ脂肪酸メチルエステルを同定した。イチョウの場合も,HPLC分析によって同様のピークを検出した。樹皮試料のメタノリシスにおいて,フェルラ酸誘導体の2量体以上の重合体を単離した例は,これが初めてである。さらに,そのフェルロイルオキシ脂肪酸メチルの単離も初めてである。よって,外樹皮コルク質のスベリン芳香族部分がフェルラ酸エステルの重合体であること強く示唆する結果が得られた。2.フィーディング実験:[U-^<14>C]フェニルアラニンをアベマキおよびイチョウの切り枝から吸収させて,約1ヶ月代謝させた。今後,脱脂樹皮粉を調製し,メタノリシス処理で生じる上記2量体等への放射能の取込みを調べる。3.スベリン高分子の精製とその芳香族部分の構造:アベマキおよびイチョウの脱脂外樹皮粉に各種の処理を施して,FT-IRおよび固体^<13>C-NMRを測定し,直接スベリン芳香族部分の構造を解析した。遊星型ボールミルによる微粉砕処理時間はアベマキで4時間,イチョウで8時間とした。また,酵素でセルロース,ヘミセルロース,ペクチンを除く条件を検討し,セルライザーHT,ヘミセルラーゼ「アマノ」90,viscozyme Lが適していた。最適条件で酵素処理を行ったところ,3日間で大部分の多糖類を除けた。一方,脱脂外樹皮粉を硫酸処理して(クラーソン法),残渣の構造の検討もした。芳香族と脂肪族エステルの違い,およびリグニンとフェルラ酸重合体エステルの違いを明解に見出すには至っていない。1.外樹皮分解物の分析:抽出成分を除いたアベマキ及びイチョウ外樹皮粉をメタノリシス処理して、その分解物を分析した。アベマキから、新たにβ-O-4'エノールエーテル型フェルラ酸メチル2量体、バニリン及びコニフェリルアルデヒドを、既知のフェルラ酸メチルとフェルロイルオキシ脂肪酸メチル(n=22,24)と共に単離・同定した。β-5'ベンゾフラン型フェルラ酸メチル2量体とβ-5'スチルベン型フェルラ酸メチル・フェルロイルオキシ脂肪酸メチル2量体と推定される物質を単離した。また、イチョウからも、β-O-4'エノールエーテル型フェルラ酸メチル2量体を単離・同定した。従って、スベリン芳香族領域はフェルラ酸がβ-O-4'エノールエーテル型等の結合様式で重合した構造を含み、それが脂肪族部分のω-ヒドロキシ脂肪酸とエステル結合することが示唆された。
半導体レーザに基づく新しい波長多重光機能デバイス

1.重み付け電子線露光によるチャープトグレーティングの試作とDFBレーザヘの応用:フィールドサイズ変調法に重み付け電子線露光を組み合わせることで,線型チャープトグレーティング(CG)を形成し,実際にCGを有する分布帰還型(DFB)レーザを試作し,その光双安定性を観測した.CG DFBレーザにおいて双安定遷移が生ずる光パワーは,通常のDFBレーザに比べ約1/4と小さく,入力光の波長についても,通常のDFBレーザに比がほぼ2倍の範囲で双安定性が観測された.2.マストランスポートInAsP圧縮歪み量子細線利得結合分布帰還型(DFB)レーザの試作:1/4μmピッチのV溝を形成したInGaAsP/InP基板上のマストランスポート現象を利用して標記のレーザを作製し,1.55μm帯においてASEを観測した.3.多波長利得結合DFBレーザアレイの試作と発振波長トリミング:波長分割多重(WDM)光通信用の光源として,多波長利得結合DFBレーザアレイを研究,試作した.多波長発振用の回折格子は,フィールドサイズ変調電子線露光により形成し,利得結合ほ吸収性回折格子により付与した.試作された1.55μm帯の4波長レーザアレイにおいて,ほぼ均一な閾値電流分布と発振波長間隔を確認した.波長トリミング用の超格子層の形成とパルスYAGレーザによる無秩序化実験を行った.4.応力補償による半導体レーザの温度無依存化:アクセス系の光化・波長多重化に向けて,半導体レーザ特性の温度依存性を低減化することにつき研究した.具体的には,全く新たなヒートシンク構造により温度に応じた歪みを半導体レーザに与え,本来の温度特性をキャンセルせんとするものである.ヒートシンク構造を改善し,実際にレーザチップを実装して,発振波長および発振閾値の温度補償が可能であることを実証した.5.双安定半導体レーザに基づく全光フリップフロップ:将来の全光デジタル信号処理で重要な光フリップフロップ機能を実現する新たな双安定方向性結合器型半導体レーザを提案した.理論解析でその有効性を確認した後,新たに開発した電極分離技術を適用して実際にデバイスを作製し,光フリップフロップ動作を実証した.1.重み付け電子線露光によるチャープトグレーティングの試作とDFBレーザヘの応用:フィールドサイズ変調法に重み付け電子線露光を組み合わせることで,線型チャープトグレーティング(CG)を形成し,実際にCGを有する分布帰還型(DFB)レーザを試作し,その光双安定性を観測した.CG DFBレーザにおいて双安定遷移が生ずる光パワーは,通常のDFBレーザに比べ約1/4と小さく,入力光の波長についても,通常のDFBレーザに比がほぼ2倍の範囲で双安定性が観測された.2.マストランスポートInAsP圧縮歪み量子細線利得結合分布帰還型(DFB)レーザの試作:1/4μmピッチのV溝を形成したInGaAsP/InP基板上のマストランスポート現象を利用して標記のレーザを作製し,1.55μm帯においてASEを観測した.3.多波長利得結合DFBレーザアレイの試作と発振波長トリミング:波長分割多重(WDM)光通信用の光源として,多波長利得結合DFBレーザアレイを研究,試作した.多波長発振用の回折格子は,フィールドサイズ変調電子線露光により形成し,利得結合ほ吸収性回折格子により付与した.試作された1.55μm帯の4波長レーザアレイにおいて,ほぼ均一な閾値電流分布と発振波長間隔を確認した.波長トリミング用の超格子層の形成とパルスYAGレーザによる無秩序化実験を行った.4.応力補償による半導体レーザの温度無依存化:アクセス系の光化・波長多重化に向けて,半導体レーザ特性の温度依存性を低減化することにつき研究した.具体的には,全く新たなヒートシンク構造により温度に応じた歪みを半導体レーザに与え,本来の温度特性をキャンセルせんとするものである.ヒートシンク構造を改善し,実際にレーザチップを実装して,発振波長および発振閾値の温度補償が可能であることを実証した.5.双安定半導体レーザに基づく全光フリップフロップ:将来の全光デジタル信号処理で重要な光フリップフロップ機能を実現する新たな双安定方向性結合器型半導体レーザを提案した.理論解析でその有効性を確認した後,新たに開発した電極分離技術を適用して実際にデバイスを作製し,光フリップフロップ動作を実証した.1.重み付け電子線露光によるチャープトグレーティングの試作とDFBレーザへの応用:重み付け電子線露光によるチャープトグレーティングの描画法を提案した.本描画法は,フィールドサイズ変調法に重み付け電子線露光を組み合わせることで,線型チャープトグレーティングを形成するものである.また,実際に線型チャープトグレーティング(CG)分布帰還型(DFB)レーザを試作し,その光双安定性を観測した.測定結果によれば,CG DFBレーザにおいて双安定遷移が生ずる光パワーは,通常のDFBレーザに比べ約1/4と小さく,入力光の波長についても,通常のDFBレーザに比べほぼ2倍の範囲で双安定性が観測された.2.多波長利得結合DFBレーザアレイの試作と発振波長トリミング:波長分割多重(WDM)光通信用の光源として,多波長利得結合DFBレーザアレイを研究,試作した.多波長発振用の回折格子は,フィールドサイズ変調電子線露光により形成し,利得結合は吸収性回折格子により付与している.

試作された1.55μm帯の4波長レーザアレイにおいて,ほぼ均一な閾値電流分布と発振波長間隔が確認されている.現在本レーザアレイに発振波長トリミングを施して,波長間隔誤差を消去せんと試みている.3.応力補償による半導体レーザの温度無依存化:アクセス系の光化・波長多重化に向けて,半導体レーザ特性の温度依存性を低減化することにつき研究している.具体的には,全く新たなヒートシンク構造により温度に応じた歪みを半導体レーザに与え,本来の温度特性をキャンセルせんとするものである.本年度は理論解析とヒートシンク構造の設計,試作に重点を置いた.現在,半導体レーザを同ヒートシンクに実装し,温度特性がどのように変化するかを評価中である.1.マストランスポートInAsP圧縮歪み量子細線利得結合分布帰還型(DFB)レーザの試作:1/4μmピッチのV溝を形成したInGaAsP/InP基板上のマストランスポート現象を利用して標記のレーザを作製し,1.55μm帯において0.2mAという極めて低閾値のDFB室温連続発振を達成した.2.多波長利得結合DFBレーザアレイの試作と発振波長トリミング:波長分割多重(WDM)光通信用の光源として,多波長利得結合DFBレーザアレイを研究,試作した.多波長発振用の回折格子は,フィールドサイズ変調電子線露光により形成し,利得結合は吸収性回折格子により付与している.試作された1.55μm帯の4波長レーザアレイにおいて,ほぼ均一な閾値電流分布と発振波長間隔を確認した.現在,波長トリミング用の超格子層の形成とパルスYAGレーザによる無秩序化実験を行っている.3.応力補償による半導体レーザの温度無依存化:アクセス系の光化・波長多重化に向けて,半導体レーザ特性の温度依存性を低減化することにつき研究した.具体的には,全く新たなヒートシンク構造により温度に応じた歪みを半導体レーザに与え,本来の温度特性をキャンセルせんとするものである.本年度はヒートシンク構造を改善し,実際にレーザチップを実装して,発振波長および発振閾値の温度補償が可能であることを実証した.4.双安定半導体レーザに基づく全光フリップフロップ:将来の全光デジタル信号処理で重要な光フリップフロップ概能を実現する新たな双安定方向性結合器型半導体レーザを提案した.理論解析でその有効性を確認した後,新たに開発した電極分離技術を適用して実際にデバイスを作製し,光フリップフロップ動作を実証した.