2005 Fiscal Year Annual Research Report
ティラードフェムト秒レーザーパルスによる光・電子材料の新規プロセシング
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15206011
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| Research Institution | KEIO UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
小原 實 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (90101998)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
神成 文彦 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40204804)
津田 裕之 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (90327677)
斎木 敏治 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (70261196)
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| Keywords | パルス幅可変パルス / フェムト秒レーザー / 光導波路 / 微粒子 / ボイド作製 |
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| Research Abstract |
光・電子材料を含む機能材料の新規レーザー加工法の探索に資するために、テイラードパルス及び多パルスフェムト秒パルスによる機能材料の新規プロセシングを研究した。次に成果を纏める。
ダブルパルスフェムト秒レーザー加工
(1)溶融石英、サファイア、シリコン、ステンレススチールのダブルパルスアブレーション研究を行い、加工特性について実験的に明らかにした。アブレーションレートの遅延時間依存性はそれぞれの物質により異なる。電子系から格子系へエネルギーの緩和が起きる時間にアブレーションレートの減少がおこり、レーザー生成プラズマと強く相互作用する時にアブレーションレートが最も減少する。遅延時間30psから100psまでのダブルパルスのシリコンアブレーションでは、滑らかな形状の穴を形成できることがわかり、精密加工が可能であることを示した。
(2)ダブルパルスを用いたvoid作製実験では、異なる入射NAでパルス数依存性を明らかにした。パルスエネルギー一定では、ダブルパルスの方がシングルパルスよりも大きなvoidが作製されるという結果が得られた。
(3)ダブルパルスを用いた導波路作製実験では、シングルパルスで作製したものよりも伝搬損失の少ない導波路を作製できた。
ポリスチレン微粒子テンプレート支援加工
(4)最密充填配列したポリスチレン微粒子テンプレートを利用することで、規則配列したサブ波長ホールアレイを作製することができた。直径200、450、820nmの3種類の粒子を用い、いずれの粒子においてもナノホール加工ができた。
(5)FDTD法により計算した光強度分布と実験で得られたナノホールの加工形状が一致することがわかった。また、粒子下での光強度の増強度についても計算値と実験値が一致することがわかった。
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