国立研究開発法人情報通信研究機構（NICT）、国立研究開発法人科学技術振興機構（JST）、学校法人桐蔭学園桐蔭横浜大学及び国立大学法人千葉大学の研究グループは、NICT電磁波研究所において、自然な光で照明された3次元空間や蛍光体の発光を瞬間のマルチカラーホログラムとして記録できるシステムの開発に成功した。

NICTが提案・研究してきた計算コヒーレント多重方式を用いることで、1回の撮影で複数種類・多数の蛍光体を同時にホログラムとして記録できる、カラー3次元顕微鏡ができるようになった。また、カラーフィルタアレイ不要で、1回の撮影で蛍光体のカラー多重ホログラムのセンシングを達成したのは世界初とのこと。

本技術が実用化されれば、これまで障壁となっていた自然光のマルチカラーホログラムにおける記録速度の問題が解決し、生体観察や動的現象の観察にとって不可欠な高速度のマルチカラー3次元動画像観察が可能になるものと期待されている。今後、この技術を、微弱な光のマルチカラー3次元動画像顕微鏡として発展させる予定。
なお、本成果は、日本時間2020年7月22日（水）13:00に、米国科学雑誌「Applied Physics Letters」にオンライン掲載されたという。

【今回の成果】
このたび研究グループは、ホログラフィの原理を用いて多次元情報を多重記録する技術の一つであり、NICTが提案している、計算機内のコヒーレント多重を利用する方式（計算コヒーレント多重方式）を用い、カラーフィルタアレイ不要、1回の撮影で、一般照明光や発光体をマルチカラーのホログラムとしてセンシングできるシステムを開発した。専用のモノクロイメージセンサを試作し、搭載したことにより、本システムが実現した。この開発により、色で分子組成が標識された複数種類・多数の蛍光体の、瞬間のカラー多重ホログラフィック3次元顕微鏡センシングを世界で初めて実証したという。

試作イメージセンサでは、波長情報の記録のためにカラーフィルタの色吸収を用いず、波長依存性位相変調素子アレイを用い、計算コヒーレント多重方式に必要な色ごとに異なる光波のリズム（位相）変化を与えることで、カラー情報と明るいホログラムの取得を両立した。1回のホログラム画像撮影で測定できることから、従来のホログラフィック多重を用いるカラー多重3次元蛍光顕微鏡に比べ、測定回数250分の1以下を達成した。

これらの成果は、生体観察や動的現象の観察にとって不可欠な、多数の物体の同時かつ高速なマルチカラー3次元動画像観察の実現を強力に推進するとしている。

ニュースリリースサイト(NICT)：https://www.nict.go.jp/press/2020/07/22-1.html