Production of vertical electric field by mid-infrared vector beams for laser micro-machining

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K14125
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Production engineering/Processing studies
• Research Institution: Utsunomiya University
• Principal Investigator: Higashiguchi Takeshi 宇都宮大学, 工学部, 教授 (80336289)
• Research Collaborator: WAKAYAMA Toshitaka
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: ベクトルビーム / レーザー加工 / 中赤外レーザー / 縦電場 / 偏光解析

Outline of Final Research Achievements

We demonstrated the generation of the intense radially polarized mid-infrared optical vortex at a wavelength of 10.6 lm by use of a passive axially symmetric zinc selenide (ZnSe) waveplate with high energy pulse throughput. The phase of the radially polarized optical vortex with the degree of polarization of 0.95 was spirally distributed in regard to the angle. The converted laser beam energy of about 2.6 mJ per pulse was obtained at the input pulse energy of 4.9 mJ, corresponding to the energy conversion efficiency of 56%.

Free Research Field

レーザー応用

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は，中赤外波長域におけるベクトルビームの発生と縦電場生成に関するものであり，その具体的応用例はレーザー切断加工である．これまでにないビーム形態により，加工面の違いが出てきた．将来のレーザー加工に一つの新しい方法が加わると考えている．また，この研究は，他の分野に広がる可能性もある．中赤外波長域でのベクトルビームと縦電場生成技術が確立されると，金属切断面を滑らかにするだけでなく，微細周期構造を生成できる可能性もある．また異なる分野として，高分子材料の配向技術や生体細胞関係，超高周波超マイクロ電子加速器の実現など，本研究をきっかけにして，幅広い分野への波及効果が期待できる．