レーザマイクロマニピュレーションと光造形法によるレーザ駆動マイクロマシンの製作

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10555083
• Research Institution: GIFU NATIONAL COLLEGE OF TECHNOLOGY
• Principal Investigator: 稲葉 成基 岐阜工業高等専門学校, 電気情報工学科, 教授 (30110183)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 羽根 一博 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50164893) ; 熊崎 裕教 岐阜工業高等専門学校, 電気情報工学科, 助教授 (70270262)
• Keywords: 光トラップ / レーザマイクロマニピュレーション / 光造形法 / レーザ駆動 / マイクロマシン

Research Abstract

光トラップ法と光造形法を用いたマイクロ構造物の製作方法を確立するために、昨年度は紫外線硬化樹脂そのものを光トラップすることに成功し、これを接着剤として使用する手法について基礎的な実験を行った。本年度は接着剤としての組み立て方法に関する研究、光造形法としての立体物の構築に関する基礎的な研究、および構造物のレーザ駆動に関する研究を以下のように行った。
1.2台のYAGレーザを使用して独立に光トラップを操作できる光学系を構築した。
2.He-Cdレーザ光を顕微鏡下の任意の場所に佳占を絞り、トラップされた紫外線硬化樹脂のみを照射する光学系を構築した。
3.基盤に紫外線硬化樹脂を光トラップで運搬固定し、さらにこの紫外線硬化樹脂をはさむようにポリスチレンラテックス球を光トラップで運搬固定した。この状態で紫外線を照射し、基盤とポリスチレンラテックス球を接着固定した。同様の手法で次々と連続してポリスチレンラテックス球を数珠玉状につなぐことができることを確認した。
4.いくつかの連結したポリスチレンラテックス球を光トラップによりレーザ駆動できることを確認した。
5.光トラップが二次元であるために、平面的な構造物しかこの方法では実現できなかった。今後は、三次元トラップができる光学系を構築し、立体的な構造物を構築するシステムを確立したい。当初予定していた、浮遊した球を利用したセンサは現段階では実現できていない。
6.半導体レーザで硬化する樹脂を用いで、短パルスの半導体レーザにより、レーザ照射点のみを優先的に硬化させる光学系を構築し、焦点の下部に浮遊層が確認でき、この手法が有効であることを検証した。
7.片持ち梁上に固定されたポリスチレンラテックス球を光熱効果によりレーザ駆動できることを確認した。シングルモード光ファイバ端の片持ち梁は光強度が弱く、駆動できなかった。