非球面レンズ創成のための新3次元レーザマイクロ加工法に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350066
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: 池野 順一 埼玉大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (10184441)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): UDDIN Mohammad. Jashim. 埼玉大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (70334159)
• Keywords: レーザ加工 / 非球面レンズ / 塑性加工 / 転移点 / 線膨張係数 / ガラス / 割断 / マイクロ加工

Research Abstract

光通信やIT産業の著しい発展に伴って、超精密微細光学部品の需要が高まっており、非球面レンズなどの加工法が問題となっている。国際競争力を付けるためには、多品種少量生産にも対応し、低コストでクリーンな超精密微細加工法の開発が強く望まれている。そこで、本研究では非球面レンズ創成のための新3次元レーザマイクロ加工法として、2つの加工法を提唱し、その確立を目指している。
○装置の構築:基礎的な加工システムを構築した。
(1)レーザ発振器…既存のCW YAGレーザ,購入したCO2レーザを用いた.
(2)加工ヘッド…YAGレーザを用いた装置の加工ヘッドは改造した光学顕微鏡を用いてレーザ集光装置とした.CO2レーザはガルバノミラー,fθレンズを組み込んで加工ヘッドとした.
○張係数の急激な変化を利用した凸面レンズ創成法の開発…レーザで局部を急加熱し、転移点以上の温度にすることで凸部が形成できた。この時のビーム強度分布や熱拡散を考慮して曲率を制御できることが分かった.今後は凸非球面レンズの創成を試みる。また、型やスタンピングなど塑性加工と併用することも試みる。
○歪みの精密微細制卸による凹球面レンズ創成法の開発…パルスレーザを照射すると、凹面形状に熱歪みが生じ、ある境界面で引っ張り応力が発生することが分かった,これにより,凹球面レンズの創成が可能であった.今後は,これを基にしてビーム強度分布を制御、もしくはCWビームスポット高速走査によるエネルギー分布制御によって、精密微細熱歪み分布を形成し、非球面マイクロレンズの創成を試みる。
以上より,本研究は当初の計画通り順調に遂行されており,何ら問題はない.今後も計画に従って研究を遂行する.

Research Products

• [Publications] Junichi IKENO, Hironobu YAMAMOTO, M.J.Udin: "Joining of Copper and Stainless Steel by Laser Beam"9th Symposium on "Microjoining and Assembly Technology in Electronics". 553-556 (2003)
• [Publications] 中川裕介, 池野順一, 尼子淳: "レーザトラッピングに関する研究〜液晶SLMを用いた複数微粒子のレーザトラッピング"2002年度砥粒加工学会学術講演会講演論文集. 389-390 (2002)
• [Publications] 中村知史, 池野順一, 中野康範: "レーザ割断法に関する研究〜3次元割断によるマイクロレンズ製造の可能性"2002年度砥粒加工学会学術講演会講演論文集. 387-388 (2002)
• [Publications] 湯淺 勝, 池野順一, 牛坂慶太: "レーザ光線による微粒子の操作とその応用に関する研究(第21報)〜金属微粒子の3次元操作法に関する研究〜"2002年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文. 331 (2002)
• [Publications] 中野康範, 池野順一, 中村知史: "レーザマイクロ割断に関する研究〜3次元割断の試み〜"2002年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文. 330 (2002)
• [Publications] 山本弘宣, 池野順一: "YAGレーザを用いた異種金属同士のレーザマイクロ接合に関する研究〜技能に学ぶステンレスと銅の接合〜"2002年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文. 324 (2002)
• [Publications] 斉藤奈美子, 池野順一, 河西敏雄, 畠山実: "天然砥石に学ぶ超精密研削用砥石に関する研究〜第2報:内曇砥の構造解析〜"2002年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文. 83 (2002)
• [Publications] 伊藤泰弘, 池野順一: "天然物に学ぶ新技術開発のヒント〜二枚貝の穿孔プロセスに学ぶマイクロ穴あけ加工〜"2002年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文. 100 (2002)
• [Publications] 堀田啓文, 池野順一: "ガラスのレーザ3次元加工に関する研究〜感光性ガラスの加工特性について〜"日本機械学会第4回生産加工・工作機械部門講演会講演論文集. 161-162 (2002)
• [Publications] 牛坂慶太, 池野順一: "不定形微小物体のレーザトラッピングに関する研究"日本機械学会第4回生産加工・工作機械部門講演会講演論文集. 221-222 (2002)
• [Publications] 池野順一: "3次元割断法によるマイクロレンズ製造の可能性について"第148回レーザ協会研究会. 1-6 (2002)
• [Publications] 池野順一: "レーザによるマイクロ加工"(社)オプトメカトロニクス協会 第2回フォトンテクノロジー技術部会. 1-4 (2002)
• [Publications] 池野順一: "レーザを用いた3次元微細組立"日本機械学会2002年度年次大会講演資料集. 8-02-1. 208-209 (2002)
• [Publications] 池野順一: "環境に配慮したシリコンウエハ加工の試み-臭いで分かるメカノケミカル反応とその教訓-"機械と工具. 46-7. 60-65 (2002)
• [Publications] 池野順一: "光放射庄を利用したマイクロファブリケーション"光技術コンタクト. 40-11. 22-27 (2002)
• [Publications] 池野順一: "レーザによるマイクロ加工"光技術コンタクト. 40-11. 53-56 (2002)