1991 Fiscal Year Annual Research Report
レ-ザ光束によるサブミクロン粒子の制御技術の開発に関する研究
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02555062
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| Research Institution | Ibaraki College of Technology |
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Principal Investigator |
清水 勲 茨城工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (80042464)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安久 正紘 茨城大学, 工学部電子工学科, 教授 (10016462)
高原 淑恵 (大竹 淑恵) 茨城工業高等専門学校, 電子情報工学科, 講師 (50216777)
鈴木 佐年 茨城工業高等専門学校, 電子情報工学科, 教授 (10042459)
山本 信雄 茨城工業高等専門学校, 電気工学科, 助教授 (70042489)
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| Keywords | レ-ザ光圧力 / 粒子の排接触マニピュレ-ト / クリンル-ム / ウエハ汚染防止 / 光バリア / 光共鳴吸収 / 真空中の粒子マニピュレ-ト |
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| Research Abstract |
波長λ=488nm,438nm,約300nm程度,のレ-ザ光をそれぞれ水平面上に走査して、水平設置ウエハ上にレ-ザ光バリアを構成し,レ-ザ光束中での微粒子の振舞い,光子・粒子・周囲気体分子・熱の相互作用現象の解明と微粒子の遠隔操作法の検討を行った。新しく観測された現象の解明など研究の新展開があり,その完成が待たれるが,一応初期の研究目標の主要部分は達成され,以下のような有効な成果が得られた。
1)ガウス分布強度レ-ザ光で粒子を操作するために必要な光進行方向,光軸直交方向等に働く光圧力をMie散乱から計算するプログラムソフトを完成させた。これによって、レ-ザ光束中での任意の位置で粒子に働く光圧力のシミュレ-ト法が確立された。
2)光圧力効果を高めるために,入射レ-ザ光の波長λ,粒子径Dpを変えたとき粒子の光共鳴吸収効果が理論的,実験的に検討された。その結果,共鳴吸収効果は粒子の複素屈折率と粒径パラメ-タα(=πDp/λ)の変化に大きく依存し,例えば粒径がコンマ数ミクロンずっ異なるとその効果は著しく異なることなど,その効果が定量的に明らかにされた。
3)光圧力による粒子の捕捉,排除技術には照射レ-ザ光がガウス分布強度を保つことが非常に重要であることが実験及び理論計算から明らかにされた。
4)レ-ザ光束中で粒子が光照射方向と反対方向に突然逆走するという珍奇な現象が観測されているが,それらダイレクトレ-ザ光中で光照射方向及び逆方向へ飛翔する粒子の速度や,収束レ-ザ光の焦点近傍での粒子捕捉力の強さが定量的に測定された。それらの現象の解明がなお行われている。
5)真空容器内レ-ザ光圧力実験装置が完成し,光束中での反光圧力と推測されている光泳動力,共鳴吸収放射力などの可否が検討されている。
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[Publications] 清水,菅沢,山本,鈴木,高原,安久: "レ-ザ-ビ-ムのバリアによるウエハ汚染防止" 第10回空気清浄とコンタミネ-ションコントロ-ル研究大会講演論文集(空気清浄協会). 第10. 97-100 (1991)
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[Publications] 清水 勲: "微粒子の移動制御技術" 光学(日本光学会). Vol.21No.2. 87-88 (1992)
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[Publications] 清水,山本,鈴木,高原,安久: "大気中浮遊粒子のレ-ザ・マニピュレ-ションに関する研究" 第39回応用物理学関係連合講演会予稿集. 39回28a-B-5. 787-787 (1992)
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[Publications] 清水,菅沢,山本,鈴木,高原,安久: "レ-ザ光束による大気中浮遊粒子の排除及び遠隔操作に関する基礎研究" 計測自動制御学会論文集. (1992)
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[Publications] I.Shimizu,N.Yamamoto,S.Suzuki,Y.Takahara,M.Agu,G.Grehan,G.Gouesbet: "Elimination and Manipulation of Particles Suspended in the Atmosphere by Laser Beam." Proc.of 11th International Symposium on the Future Practice of Contamination Control.International Committee of Contamination Control Societies. Vol.11. (1992)
