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ガラス固体中における金属球の導入およびマニュピレーション

Research Project

Project/Area Number 18J22593
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Production engineering/Processing studies
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

西岡 宣泰  千葉大学, 融合理工学府, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords金属球 / ガラス / CW-LBI / 連続発振レーザ / 導入 / マニュピレーション
Outline of Annual Research Achievements

2020年度は、 (1)高速移動のメカニズムの解明、(2)導入メカニズムの解明、(3)光学的高機能ガラスの試作のうち、(2)および(3)の2項目について研究を遂行した以下のような進展があった。
(2)に関しては、昨年度に引き続き、(2-1)安定的な金属球の導入方法の改良、(2-2) 3軸ステージを利用した金属球の自動導入方法の確立、(2-3)導入される金属球の直径の制御の3つのテーマを遂行した。(2-1)については、従来よりも高い確率で金属を導入できる方法を開発した。(2-2)については、(2-1)においてレーザを照射する位置やスキャンする速度を制御して、(2-1)で開発した方法の高い再現性を確立した。(2-3)については、導入する位置のばらつきや観察対象がカメラの焦点から外れる課題を解決したうえで、レーザのスポット径、出力、スキャン速度に対する導入される金属球の直径の関係を示した。金属球の導入には、適したレーザのスポット径、出力、スキャン速度が存在することを示した。
(3)に関しては、(3-1)ガラス内に拡散するAuコロイド径制御、(3-2)ネオジムのガラス内部への導入検討の2つのテーマを遂行した。(3-1)については、昨年度までの研究ではAuのホウ珪酸ガラスや無アルカリガラス内への導入の再現性に問題があった。そのため、重金属の酸化物を多量に含有するリン酸塩ガラスに注目して、リン酸塩ガラスへのAuの導入に成功した。同様に、Agも導入が可能であった。(3-2)については Ndのリン酸塩ガラスへの導入を試みたが金属球として導入ができなかった。(3)光学的高機能ガラスの試作を実現には、(3-1)で導入したAuやAgの粒子径の制御や光学特性の評価、Ndが導入できるガラスの選定もしくはガラス内部に金属球として導入可能であり光増幅効果を期待できる元素の模索が求められる。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2021 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] ニューヨーク州立大学ストーニーブルック校(米国)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] 2方向レーザ照射によるガラス内部での金属球の分裂2021

    • Author(s)
      今関 太一、西岡 宣泰、比田井 洋史、松坂 壮太、千葉 明、森田 昇
    • Journal Title

      精密工学会誌

      Volume: 87

    • NAID

      130008049244

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Control of a fast-moving metal sphere trajectory in glass2019

    • Author(s)
      Nobuyasu Nishioka, Hirofumi Hidai, Souta Matsusaka, Akira Chiba, Noboru Morita
    • Journal Title

      Optical Materials Express

      Volume: 10 Issue: 4 Pages: 1105-1119

    • DOI

      10.1364/ome.386813

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Clarification of fast metal sphere movement in glass2019

    • Author(s)
      Nobuyasu Nishioka, Hirofumi Hidai, Souta Matsusaka, Akira Chiba, Noboru Morita
    • Journal Title

      Optics express

      Volume: 27 Issue: 13 Pages: 18988-19001

    • DOI

      10.1364/oe.27.018988

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ステージ位置制御によるガラス内部への金属球の導入安定化の提案およびレーザ照射条件が与える影響2020

    • Author(s)
      西岡 宣泰、比田井 洋史、松坂 壮太、千葉 明、森田 昇
    • Organizer
      精密工学会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Observation and temperature measurement of fast moving metal sphere in a glass with laser illumination2019

    • Author(s)
      Nobuyasu Nishioka, Hirofumi Hidai, Souta Matsusaka, Akira Chiba, Noboru Morita
    • Organizer
      Optical Manipulation Conference
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ガラス内部の金属微粒子が生成する軌跡に対してレーザ照射条件が与える影響2019

    • Author(s)
      西岡宣泰、比田井洋史、松坂壮太、千葉明、森田昇
    • Organizer
      2019年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ガラス内部での金属球のレーザマニピュレーションと改質等への応用2019

    • Author(s)
      西岡宣泰、比田井洋史、松坂壮太、千葉明、森田昇
    • Organizer
      日本学術振興会将来加工技術第136委員会2019年度第4回研究会シーズ提供型ポスター発表会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Investigation of moving metal particles in a glass laser irradiated -The influence of moving velocity on the characteristics of the trajectory -2019

    • Author(s)
      Nobuyasu Nishioka, Hirofumi Hidai, Souta Matsusaka, Akira Chiba, Noboru Morita
    • Organizer
      2019 International Conference on Smart Science
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ガラス内部への金属球の導入に対してレーザ照射条件が与える影響2019

    • Author(s)
      西岡宣泰、比田井洋史、松坂壮太、千葉明、森田昇
    • Organizer
      2019年度精密工学会春季大会学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ガラス内部への金属球の導入に関する研究2018

    • Author(s)
      西岡宣泰、比田井洋史、松坂壮太、千葉明、森田昇
    • Organizer
      2018年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 千葉大学 加工物理学研究室(CHIBA Univercity, CATS-Lab)

    • URL

      http://www.em.eng.chiba-u.jp/~lab5/

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Remarks] 千葉大学 加工物理学研究室

    • URL

      http://www.em.eng.chiba-u.jp/~lab5/index.html

    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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