高速度カメラは、ミリ秒以下の高速現象を高時間分解の時系列画像として取得できるツールとして幅広い研究用途で用いられている。本講義では、高速度カメラの歴史的発展と最新性能について紹介するとともに、高速度現象の動画像を取得することで可能になる計測について、目的に応じた様々な動画像計測の手法を学ぶ。

フェムト秒レーザーのような広帯域光パルスの応用においては，時間域と周波数域のフーリエ変換が様々な用途に応用される．本講義では，フーリエ光学を用いた，パルス波形整形，パルス波形計測，２光子励起スペクトル計測，CARS，光コヒーレンストモグラフィなどの原理と応用を学ぶ．

画像処理は，観測，認識，計測，３次元画像生成など多岐にわたり応用されている．これら画像処理と呼ばれるものは，ある物体像をデジタルデータ化し，コンピュータにデジタルデータとして取り込んだ時点以降からの処理になる．デジタル画像は２次元座標系の関数とみなせるため，さまざまな数学的な演算処理を定義することができる．演算としては四則演算，論理演算や代数演算といった演算を行うことができ，用途に応じてさまざまな演算処理が画像処理として行われている．本講義では画像処理の一連の流れを理解できるよう，一般的なデジタル画像取得方法から映像信号の取り扱いなどについても簡単にふれ，さらに最新の光ＭＥＭＳデバイスを適用した画像処理の応用例をいくつか取り上げ，さらに２つの画像の相似性の議論から導き出される相関係数がすべての画像処理と深く関係していることを紹介する．

形態から生体内分子の機能や相互作用の観測へ，21世紀の医療・ライフサイエンスの発展を支えるイメージング機器は，大きくその役割を変えようとしている．その背景にある技術は何なのか？本講義ではその一端を，顕微鏡分野を中心に，レーザ技術との関連を含めて概説する．

半導体デバイス製造において電子線を利用した検査・計測装置の原理を説明する．また，それらの装置を用いたアプリケーションについても実際の結果を元に紹介する．

産業界、主に電力プラントシステム等で活躍するレーザ応用技術（レーザー超音波探傷、レーザ溶接、レーザピーニング）や光応用計測技術の概要について学ぶ．個々の技術の原理，実用化のための課題とその解決方法などを中心に解説する．

フェムト秒パルス発生とファイバーレーザーの基礎，そしてファイバー中の非線形効果を学び，フェムト秒ファイバーレーザーとその最新の応用について学ぶ．

光ファイバの製造方法から基本的な特性とその応用技術までを紹介する．光ファイバの伝送損失が著しく小さいことが太平洋横断の光通信を可能にした．低損失な光ファイバの製法紹介から講義を始め，シングルモード・マルチモード，波長分散，曲げ損失，接続などといった光ファイバの特性や取り扱いを紹介する．次に長距離光通信を支えるEDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier) とラマン増幅を議論する．EDFAを基礎として発展したファイバレーザーにも触れる．最後に光通信では信号を劣化させる要因である光ファイバ中の非線形光学効果をむしろ積極的に利用する高非線形ファイバを用いた，光パルス圧縮技術によるフェムト秒パルスの発生とパラメトリック効果を利用した増幅技術を紹介する．

高速度カメラは、ミリ秒以下の高速現象を高時間分解の時系列画像として取得できるツールとして幅広い研究用途で用いられている。講義で紹介した高速度現象の動画像を取得することで可能になる計測と目的に応じた様々な動画像計測の手法について、実際の装置を用いて高速度現象の撮影を行い、撮影のテクニックについて理解を深める。

キーワード：高速度カメラ、デジタル画像、可視化技術、光学計測

チタンサファイアフェムト秒レーザー発振器から出力されるフェムト秒レーザーパルスを用いて，液晶空間光変調器を用いた4fフーリエ波形整形器を実際に組立し，フェムト秒レーザーパルスの整形された波形を周波数干渉によって計測する実験を行う．（4名）

キーワード：フェムト秒レーザ，空間光変調器，フーリエ変換，時間波形整形，スペクトル位相測定

 MEMSデバイスとしては，自動車関連では加速度センサを使用したエアバッグシステムや駆動制御パーツとしての圧力センサ，医薬関連では血圧センサなどがあるが，もっとも商業的に成功したものとして米国TI社の開発したDigital　Micro-mirror Device (DMD)チップがビデオプロジェクタに採用され量産されている．DMDは約13μm角のマイクロミラーが縦1024，横768の２次元で配置され，それぞれが電気制御信号により9800 frames/sec以上の速度で＋12°から−12°に傾けることができる．本実習では，DMDチップを使用した簡易的な投影プロジェクタ実験装置により，デジタル映像データを変換，ミラー駆動タイミングを制御してスクリーンに映像として投影し，画像処理の応用として実習する．また， DMDチップを使用した非接触３次元表面形状測定顕微鏡により画像を取得し，焦点の異なる画像を取得し，それらの相関係数を導出して正確な焦点位置と焦点深度を検討する．（4名）　

本実習では生体分子の観察・測定を，実際の細胞を用いて行う．具体的には位相差顕微鏡による形態観察および蛍光顕微鏡による分子イメージングを行う．各顕微鏡の仕組みだけでなく，顕微観察が生物学の発展にどのように貢献してきたかを顕微鏡の発展と共に体験してもらう．また，最新の顕微鏡法に基づくバイオイメージングおよび生物学における意義についても紹介を行う．（6名）

 実習では、卓上走査電子顕微鏡を実際に操作し、電子線を用いた検査を実践する．　

 レーザや光を使った予防保全検査技術（レーザ超音波探傷，レーザピーニング）とそれに関わる計測技術の基礎について実験を通じて学ぶ．それぞれの光源の特徴に応じた取扱や光学系の調整方法を習得すると共に，レーザと材質との相互作用に対する理解を深める．（6名）　

フェムト秒ファイバーレーザーを用いて，モードロックされた状態でのパルス列，スペクトルをリアルタイムで計測し，その動作特性について学ぶ．レーザーの 出力ファイバーを延長し，非線形効果であるラマン効果を観測する．ファイバーへの入力を変えるとラマンパルスの波長が変わることを確認する．(4名)

３種の光ファイバを用いる実験を行う． （１）カットオフ波長，曲げ損失測定：この測定を通じ，シングルモード・マルチモードの違い，導波の原理を理解し，光ファイバ素線の基本的な取り扱い方や融着接続方法を身に着ける．（２）エルビウム添加ファイバ増幅器の増幅特性測定：　この増幅特性測定を通じ，光増幅原理と雑音発生原理を体験する．（３）光パルス圧縮実験：　ピコ秒の光パルスをフェムト秒に圧縮する実験を通じ，光パルスの測定方法，自己位相変調によるスペクトル拡大と異常分散による分散補償を体験する．（6名）

キーワード：　カットオフ波長，曲げ損失，融着，EDFA，利得，雑音指数（NF: noise figure,），光パルス圧縮，高非線形ファイバ，自己位相変調，光ソリトン