准教授　花山 良平

机や壁など身の回りの物にレーザ光を当てると、光が当たった部分で光の粒々がギラギラと光る様子が見えます。これはレーザスペックルと呼ばれる現象で、一見するとランダムに光っているだけの様に見えますが、実はレーザ光とレーザ光が当たった面の微小な凹凸からなる、因果律に則った現象です。この現象に対し、光干渉計測技術や画像計測技術を応用することで、表面粗さ、表面の移動・変形などの情報を取り出すことが可能となります。どのような面にでも観測され、活用範囲の広い技術です。

このレーザスペックルを身体表面の微細な振動の計測への応用を目指した身体表面振動メータを開発しました。この装置を用いて例えば脈拍による手首の表皮の振動を計測することに成功しました。画像計測技術により、血流量を計測し、非接触で脈拍を計測する技術が良く見られますが、開発した技術はこれと異なり、表皮の振動として脈を捉えます。この技術を用いて、人の感性などの非接触モニタリング技術の他、非接触の新たな診断技術への発展を目指しています。

光は電波などと同じ波（電磁波）です。1mmの千分の1から1万分の1程度の非常に小さな波長の波が無限に正確に繰り返されており、これを目盛りに見立てると非常に精密なものさしとなり、ナノメートル(1mmの百万分の1)の精度の測定ができます。“光のものさし”を実現する技術が光干渉という技術です。これを応用すると例えば、ほとんど平坦なガラス板の僅かな凹凸をナノメートルの精度で測定することができます。その中でも特に、光の波長を僅かに変化させながら測定を行う、波長走査干渉法の実用化研究を行っています。

光計測は鏡やレンズなどの光学部品の検査だけでなく、金型、機械加工部品やコンクリート構造物など幅広いモノの検査にも利用できます。これらを実現するホログラフィ計測、スペックル計測などの実用化研究にも取り組んでいます。

極めて強いレーザ光を物に照射すると、物質の中の電子がレーザ光に叩き出される現象が生じます。そして、電子が叩き出された後の物質は電気的に不安定な状態となり、飛び出した電子を追いかけるようにイオンビームが発生します。この現象を応用することで、中性子ビームを発生させることも可能です。中性子は物質をすり抜ける能力が極めて高く、透視による非破壊検査への利用が期待されています。レーザを用いた中性子発生により、小型で安全な中性子源の実現が期待されています。この実現に向けた、イオンビーム発生の高効率化や、レーザ中性子連続発生技術、システム化技術などの研究に取り組んでいます。

レーザの応用で、今まで見ることができなかった、物の中身を探索する技術の実現を目指し、光の応用範囲を拡大する取り組みを行っています。