2018 Fiscal Year Research-status Report
軸対称偏光素子を利用したマイクロマシンの光回転駆動
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18K18829
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
岡 和彦 弘前大学, 理工学研究科, 教授 (00194324)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
陳 暁帥 弘前大学, 理工学研究科, 助教 (40812277)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | リング状光格子 / 軸対称偏光素子 / 光駆動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、マイクロマシンの部品などの微小物体を顕微鏡下で光により回転駆動する新たな方法について、その基本特性を実験と理論の両面から明らかにすることにある。我々が独自に発案したこの光駆動法では、軸対称な構造を持つ偏光素子によって生成されたリング状光格子と呼ばれる特殊なレーザー光を用いる。このリング状光格子には、断面に環状に配置された複数の光スポットが含まれる。さらにこの光格子は、電気光学変調器を使ったレーザー光の偏光変調を用いて、中心軸のまわりに自在に回転させることができる。この光を顕微鏡下で微小物体に照射すると、環状の光スポットによってこの部品を多点で同時に捕捉することができる。この状態でリング状光格子を光軸のまわりに回転させれば、その微小物体も同時に回転できる。本研究で提案するこの方法を使えば、微小物体の回転方向、回転速度、回転加速度などを様々に、かつ容易に制御できるようになる。さらには長時間所望の角度で静止させることも可能なので、あたかもサーボモーターのような精密位置決めに用いることもできる。
初年度は、まずこの原理に基づく光回転駆動方法について、その特性について基礎検討を行った。特に、この原理の強みを活かせる応用分野について検討を行ったところ、本法はマイクロマシンだけでなく、流体中の微小粒子の計測制御にも有望であることが判明した。そこでこの点を考慮し、より幅広い対象での実験を念頭においた装置の検討を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
計画当初は、マイクロマシンだけをターゲットとしていたが、交付決定後の検討の過程で、本法には当初想定していた以上の応用の可能性があることが判明した。そこで、その新たな応用も含めて実験をすることを考えて、まずは実験系の再設計を行うこととした。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度の基礎検討に基づき、改めて実験系を設計し直し、新たな系を再構築する。まずは、取り扱いやすい微小物体をトラップして回転制御の実証を行うとともに、基礎特性を実験と理論の両面から解析する。
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| Causes of Carryover |
当初は研究開始後すぐに実験系を構築する予定としていた。だが上述のように、初年度の基礎検討の結果、実験系の再設計が望ましいことが判明したため、実験系の構築時期を後ろ倒しした。再検討した計画に基づき、次年度に実験系の構築と実験を行う。
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