エキシマレーザー照射時の高分子材料の表面温度予測手法の開発

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09750219
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 伏信 一慶 東京工業大学, 工学部, 助手 (50280996)
• Keywords: エキシマレーザー / フォトダイオード / 高分子材料 / 温度予測

Research Abstract

高分子材料の微細加工技術として注目されるエキシマレーザー加工における加工メカニズムの検討のためには、加工面付近の温度上昇を予測、計測することが必要となる。エキシマレーザーはパルス幅数十ns程度の短パルスレーザーであるため、熱電対等を用いる従来の手法では温度上昇の正確な計測は不可能であり、表面温度の計測法は確立されていない。本研究では光学的な手法を用いた加工面付近の温度上昇予測手法を開発するとともに、エキシマレーザー照射時の高分子材料内温度上昇予測用の数値計算コードを開発しこれらの組み合わせにより加工面付近の温度上昇の予測手法を確立することを目的としている。
本研究の第1年度である今年は光学系の構築、ならびに基礎測定を行った。光学系は主として加工用のエキシマレーザー、加工対象高分子材料、計測用のHe-Neレーザー、PINフォトダイオード、ならびにデジタルストレージオシロスコープから成る。He-Neレーザーの光をPINフォトダイオードで受け、その出力をオシロスコープで表示する。PINフォトダイオード(浜松ホトニクス、S5973)は遮断周波数が1.5GHz、オシロスコープも600MHz程度の性能を有するため、エキシマレーザー光照射に対する高速の応答に対して10ns以下の時間分解能で計測することが可能である。基礎計測により、照射時に材料が発する蛍光を計測可能であること、飛散物の遮蔽によるHe-Neレーザー光の減光特性が計測可能であることなどが明らかになり、来年度の温度計測への基礎の構築を行うことができた。