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公開番号2025017725
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2023120911
出願日2023-07-25
発明の名称スペックルパターン生成装置
出願人KDDI株式会社
代理人弁理士法人大塚国際特許事務所
主分類G02F 1/01 20060101AFI20250130BHJP(光学)
要約【課題】再現性の高いスペックルパターンを生成する。
【解決手段】スペックルパターン生成装置は光を散乱する散乱体と、前記散乱体の屈折率を調整する調整機構と、前記調整機構を制御する制御手段と、を備えている。調整機構は、例えば、前記散乱体の温度、前記散乱体に加わる圧力、又は、前記散乱体が存在する場の電界若しくは磁界を調整する。スペックルパターン生成装置は、さらに、前記散乱体への光の入射位置を変化させる機構や、前記散乱体を照射する光のパターンを変化させる機構を備え得る。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
光を散乱する散乱体と、
前記散乱体の屈折率を調整する調整機構と、
前記調整機構を制御する制御手段と、
を備えているスペックルパターン生成装置。
続きを表示（約 730 文字）【請求項２】
前記調整機構は、前記散乱体の温度、前記散乱体に加わる圧力、又は、前記散乱体が存在する場の電界若しくは磁界を調整する、請求項１に記載のスペックルパターン生成装置。
【請求項３】
前記調整機構は、
前記散乱体を加熱又は冷却する手段を備えている、請求項１に記載のスペックルパターン生成装置。
【請求項４】
前記散乱体を加熱又は冷却する手段は、
ペルチェ素子、ヒータ又は流体による熱媒体を用いた加熱又は冷却機構を備えている、請求項３に記載のスペックルパターン生成装置。
【請求項５】
前記調整機構は、
前記散乱体の温度を測定する測定手段をさらに備えている、請求項３に記載のスペックルパターン生成装置。
【請求項６】
前記測定手段は、
サーミスタ、白金、銅、ニッケル、白金・コバルト測温抵抗体又は温度トランスデューサを備えている、請求項５に記載のスペックルパターン生成装置。
【請求項７】
前記散乱体は、マルチモード光導波路又はマルチモード光ファイバである、請求項１に記載のスペックルパターン生成装置。
【請求項８】
前記散乱体への光の入射位置を変化させる機構をさらに備えている、請求項１に記載のスペックルパターン生成装置。
【請求項９】
前記散乱体を照射する光のパターンを変化させる機構をさらに備えている、請求項１に記載のスペックルパターン生成装置。
【請求項１０】
前記散乱体を照射する光のパターンを変化させる機構は、空間光変調器である、請求項６に記載のスペックルパターン生成装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、スペックルパターンの生成技術に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
コヒーレント光を散乱体に照射すると、散乱光の干渉により斑点状の輝点(スペックル)の集まりであるスペックルパターンが生成される。スペックルパターンは、イメージング、分光器、光リザバーコンピューティングに利用されている。スペックルパターンを様々なアプリケーションに適用する場合、スペックルパターン数を増やすことが重要となる。例えば、アプリケーションがイメージングである場合、スペックルパターン数を増やすことで解像度を向上させることができる。また、アプリケーションが分光器である場合、スペックルパターン数を増やすことで動作帯域幅を拡大させることができる。さらに、アプリケーションが光リザバーコンピューティングである場合、スペックルパターン数を増やすことで、光リザバーコンピューティングの目的、例えば、推論の性能を向上させることができる。なお、スペックルパターンの利用においては、スペックルパターンの再現性も重要になる。つまり、同じ光をスペックルパターン生成装置に入力した際に生成されるスペックルパターンのばらつきが小さいことも重要である。
【０００３】
非特許文献１～非特許文献３は、スペックルパターン生成装置を開示している。具体的には、非特許文献１は、スペックルパターンの生成に使用する散乱体を交換可能に構成した装置を開示している。非特許文献２は、集積型マルチモード平面導波路を散乱体として使用し、散乱体への光の入射位置を変える構成を開示している。非特許文献３は、空間光変調器により散乱体に入射させる光の空間的なパターンを変化させる構成を開示している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
Ｅ．Ｍｕｄｒｙｅｔａｌ．，"Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙｕｓｉｎｇｕｎｋｎｏｗｎｓｐｅｃｋｌｅｐａｔｔｅｒｎｓ" ，ＮＡＴＵＲＥＰＨＯＴＯＮＩＣＳ，ＶＯＬ６，ｐｐ．３１２－３１５，２０１２年
Ｍ．Ｐｉｅｌｓｅｔａｌ．，"Ｃｏｍｐａｃｔｓｉｌｉｃｏｎｍｕｌｔｉｍｏｄｅｗａｖｅｇｕｉｄｅｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒｗｉｔｈｅｎｈａｎｃｅｄｂａｎｄｗｉｄｔｈ"，ＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｐｏｒｔｓ７，４３４５４，２０１７年
Ｙ．Ｂｒｏｍｂｅｒｇｅｔａｌ．，"Ｇｈｏｓｔｉｍａｇｉｎｇｗｉｔｈａｓｉｎｇｌｅｄｅｔｅｃｔｏｒ"，ＰｈｙｓｉｃａｌＲｅｖｉｅｗＡ７９．５，２００９年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１の構成では、散乱体を交換する交換機構の配置精度により同じ散乱体を使用しても異なるスペックルパターンが生成され得る。つまり、非特許文献１の構成では、機械的な交換機構によりスペックルパターンの再現性が低下し得る。また、機械的な交換機構により装置が大型化する。非特許文献２の構成において、スペックルパターン数は、散乱体として使用する集積型マルチモード平面導波路のサイズに依存するが、当該サイズを大きくしすぎると振動等の外乱の影響を受けてスペックルパターンの再現性が低下し得る。また、非特許文献３の構成において、スペックルパターン数は、空間光変調器の画素数に依存するが、画素数を増やしすぎると空間光変調器のサイズが大型化し、振動等の外乱の影響を受けてスペックルパターンの再現性が低下し得る。
【０００６】
本開示は、再現性の高いスペックルパターンを生成する技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一側面によると、スペックルパターン生成装置は、光を散乱する散乱体と、前記散乱体の屈折率を調整する調整機構と、前記調整機構を制御する制御手段と、を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によると、再現性の高いスペックルパターンを生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
スペックルパターン生成装置の一例を示す図。
スペックルパターン生成装置の他の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
（【００１１】以降は省略されています）

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