大阪大学工学部/工学研究科研究室総覧

私たちは、安全で安心な現代生活を支える技術、”レーザー”を研究の対象としています。特に、パワーレーザーの開発およびその超精密制御と応用研究を統合し、「パワーフォトニクス」分野を構築することを目指しています。パワーレーザーシステムの開発としては、超短パルス・超高強度レーザー、GHz繰り返しレーザーなどを含んでいます。また、時空間領域での光構造の超高精度制御技術の開発も行っています。これらの技術を活用し、ナノマテリアルの創出、プラズモニクスの応用、高効率エコ加工など、多岐にわたる研究を進めています。

様々な非線形電磁現象をともなう高密度プラズマの電磁工学を大型コンピユーターによるシミュレーションと理論及び実験により開拓、特に高出力レーザーと固体ターゲットとの相互作用で発生する高エネルギー密度プラズマの流体・粒子運動、X線放射、粒子加速等の研究をしています。具体的には、超高強度・超短パルスレーザーとナノチューブとの相互作用によるプロトンビーム生成、相対論的プラズマの膨張、レーザー核融合のターゲット設計、宇宙流体プラズマ研究等をおこなっています。

　本領域では深紫外コヒーレント光を発生する高品質非線形光学結晶を開発し、Society5.0で求められている革新的なレーザー加工技術の実現を目指して産学連携研究を進めています。また、未踏電磁波のテラヘルツ波とメタマテリアル技術を組み合わせ、新しいテラヘルツデバイスの開発や物性測定、超高速分光の研究にも取り組んでいます。 （１）深紫外光発生用非線形光学結晶の開発 （２）革新的な深紫外レーザー光源の開発とその応用展開 （３）テラヘルツ工学の推進 -デバイス開発・メタマテリアルの応用- （４）テラヘルツ波パルスを用いた物性測定・超高速分光

ネットワークやセンシングで得られる膨大なデータには、役に立たない情報もたくさん混じっています。しかし、有用情報の抽出には何も道具を使わない人手による解析はあまりにも非力です。そこで私たちは、コンピュータが膨大なデータから知識を読み取ったり、発見したりできるようにするための新しい推論方法や技術を研究しています。このような技術を機械学習、データマイニング（データからの知識発掘）または知識発見といいます。そして、これらを科学、情報ネットワーク、品質・リスク管理、医療、セキュリティー、マーケティング、エネルギー、金融など、様々な分野のデータ解析に役立てる研究もしています。

コンピュータやロボットが人間にとって身近な存在となるには、音声を使って人と対話する機能が必須です。本研究室では、音声認識技術を用いて人間と対話するシステムの研究をしています。音声信号処理や自然言語処理、機械学習などの技術を基礎として、対話を通じた知識獲得やマルチモーダル対話システムなど、機械が人と話すことやことばの理解に関して様々な研究を進めています。

量子システム創成研究分野では、電子スピンや光子の量子力学的性質を利用した量子情報処理や、新しい光・電子・スピン材料の創製と融合に基づいたスピントロニクスの研究を行っています。高品質材料の創製から評価、そして精密な量子輸送測定まで一貫して行い、光、電子、スピンの自由度を自由に操る量子ナノ構造がもたらす新しい現象の発見を目指しています。

ミクロン・ナノ・原子スケールの目に見えない微細な世界を可視化する装置が電子顕微鏡である。本講座では、電子顕微鏡計測の最先端を切り開く様々な手法・技術の開発に取り組んでいる。世界最高加速電圧を誇る300万ボルト超高圧電子顕微鏡をはじめとする種々の最先端電子顕微鏡群を駆使し、極微物質の精密三次元計測手法の開発、レンズを用いない新しいナノイメージング手法の確立、レンズの不完全性を補った収差補正技術によるデバイス材料計測への応用、などに精力的に取り組んでいる。

研究概要
本領域は、ビヨンド５Gでの利用が期待されるテラヘルツ波工学の創成に貢献し、ナノ材料などの新規テラヘルツ機能の開拓やテラヘルツフォトニックデバイスの開発、および新規テラヘルツ計測システム技術開発を行っています。また、テラヘルツバイオセンシングの分野開拓も進めており、常に新しい課題に取り組むとともに、独自に開発したテラヘルツ計測システムを利用して、基礎科学から産業応用まで幅広い研究と独創性にあふれた研究者の育成を行い、これら研究・開発・教育成果による社会的貢献を目指しています。
主な研究テーマ
【１】テラヘルツバイオセンシングイメージング研究開発
【２】ナノ材料・ワイドギャップ半導体の超高速光・テラヘルツ波機能の探索
【３】AI・機械学習を用いたミリ波３Dイメージングシステムの開発と応用
【４】新規分析機器開発とその産業応用

本領域では世界最高の平均出力を発揮するパワーレーザーの研究開発を中心に、新しいレーザー材料の開発や新規レーザー発振・増幅手法、ビーム制御技術の研究を行っている。世界初のモジュール化によるオンデマンド設計可能な多目的システムを「スマートパワーレーザー」として世界に発信し、レーザー加工、蛍光分析から、レーザー加速による複合量子ビーム源（X線・イオン・中性子）あるいはレーザー核融合など、幅広い応用を目指した研究を行っている。

（１）高平均出力パワーレーザーモジュールの研究開発　
（２）新規レーザー材料、レーザー発振・増幅手法、コヒーレントビーム結合技術の研究　
（３）高繰返しレーザーによる加工および高性能光計測への応用研究
（４）スマートパワーレーザーによるサイバーフィジカルシステムの創出

先進レーザーの基盤となる情報フォトニクス用レーザー材料や非線形光学結晶、蛍光体開発などの透光性セラミックスを含め多岐にわたる研究を行っている。また、レーザー照明（先進ヘッドライト、IoT照明ステーション）、ロボットや自動運転用LiDAR、レーザーの害虫駆除（農業応用）など幅広い応用研究も行っている。

（１）光機能材料の研究 ～透光性セラミック、レーザー結晶、波長変換など～
（２）可視光半導体レーザー応用に関する研究～レーザー照明・表示、計測、給電、照射など～