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韓国機械研、音響メタレンズを開発し回折限界の4倍までイメージングに成功

超音波指紋認識、音響顕微鏡、非破壊検査への活用に期待


韓国機械研の研究チームが高解像度イメージングの可能な音響メタレンズを開発した。超音波指紋認識、近接場音響顕微鏡、非破壊検査などの分野に活用できる見通し。

韓国機械研究院(パク・チョンホン院長)はナノ自然模写研究室のホ・シン責任研究院研究チームが特定の周波数をもつ二つの音源をメタレンズに通過させて回折限界の4倍までイメージングすることに成功したと11月22日に発表した。

物体の形状情報を伝達するエバネッセント波は距離によって消滅するがメタレンズに通過させると内部に共振トンネリング現象が発生して消滅せずにイメージングすることが可能になる。

現在スマートフォン指紋認識には指紋パターンにともなう静電容量の変化を感知し、これをイメージングする静電容量方式が主に使用されている。だが最近では指紋の複写などによるハッキングの恐れがあることが指摘されており米国など先進国を中心に保安性の高い超音波を利用した指紋認識技術の開発が進められている。

韓国機械研の研究チームが開発した技術は超音波指紋認識に用いることのできるもので、これをスマートフォンの指紋認識技術に利用すればイメージング解像度を4倍向上させることが可能。解像度を高めれば指紋パターンを詳しくイメージングできるため保安性が向上し、音波の透過特性で指紋認識に必要な電力消耗も抑えられる。

研究チームは音響メタレンズの内部で1·2次共振トンネリング現象が発生することを確認し、これを利用して回折限界の4倍のイメージを測定した。1·2次共振トンネリング現象を利用することで顕微鏡のレンズ倍率を高めるように物体を高解像度で拡大して観察することもできる。複雑な構造物も3Dプリンティング技術で製造すればコストの節減につながる。

研究に当ったホ・シン責任研究員は「音響メタレンズは近接した距離でイメージングが必要な超音波指紋認識、近接場音響顕微鏡、生体イメージング、非破壊検査技術などに活用が可能。私たちの日常生活に多く使われている音響イメージング装置の性能を向上させるのに役立つだろう」と話している。

研究結果は『Scientific Reports』電子版に10月19日付で掲載された。






[2018-11-28]

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