2003 Fiscal Year Annual Research Report
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15206007
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
笹木 敬司 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (00183822)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀田 純一 北海道大学, 電子科学研究所, 助手 (80301919)
竹内 繁樹 北海道大学, 電子科学研究所, 助教授 (80321959)
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| Keywords | 放射圧 / 単一微小液滴 / 界面張力 / 弾性応答 / キャピラリー波 / ナノテクノロジー / 表面弾性波 / レーザー分析 |
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| Research Abstract |
本研究では、気/液界面、液/液界面や単一微小液滴の界面張力、高分子集合体の弾性応答、さらに単一高分子鎖のメカニカルな特性を非接触かつ高精度に計測することを目的として、レーザー光の放射圧により誘起したキャピラリー波を利用した新しい分子弾性応答解析手法を開発する。本手法では、レーザー干渉縞の放射圧により気/液、液/液界面、高分子集合体表面にナノメートルオーダーの周期的な凹凸を誘起する。さらにビームを電気光学変調素子で干渉縞を掃引し表面弾性波を伝搬させると、界面エネルギーにより定まる変調周波数において共鳴振動により表面波が増強し、それをプローブレーザーの回折光強度から解析するという新しいアイデアに基づく手法である。液中微小液滴の場合は、強度変調した集光レーザービームの放射圧により液滴表面の一点を励振させると,球境界条件により表面弾性波が共鳴し、これをプローブ光散乱パターンから観測する。本年度は、レーザー干渉縞の放射圧により気/液、液/液界面、高分子集合体表面に誘起される凹凸について、表面・界面における屈折率変化、レーザーパワー、干渉縞間隔等をパラメータとして波動光学的に解析した。また、界面エネルギーや高分子配列層の弾性定数等から表面弾性波の共鳴条件について解析し、干渉縞を掃引するための電気光学変調素子に必要な周波数応答や干渉光学系に要求される諸条件等を見積もるとともに、熱的な効果まで組み込んだシミュレーション解析に基づいて分子弾性応答解析の感度・精度を検討した上で、光圧誘起表面弾性波解析システムを設計した。レーザー光をマイケルソン干渉計に導き、一方のアームに電気光学変調素子を挿入して周波数をシフトさせるとともにミラーを僅かに傾けて、出力ビームを試料の界面・表面で干渉させるとともに縞を高速掃引するシステムを設計に基づいて現在試作している。
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