2010 Fiscal Year Annual Research Report
フェムト秒レーザパルスの特異的なチャネル伝搬とそのリソグラフィへの応用
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22760042
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
西山 宏昭 北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (80403153)
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| Keywords | フェムト秒レーザ / チャネル伝搬 / リソグラフィ |
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| Research Abstract |
光導波路や微細周期構造などの集積光学素子を内装したマイクロ流体デバイスは,高感度バイオセンシングや新規の材料合成場として注目を集めている.本課題では,申請者らが,独自に開発してきた立体的表面加工技術の高度化とその流体デバイスへの応用に取り組む.
高繰り返し周波数を有するフェムト秒レーザパルスを化学増幅型レジストに特定の条件下で入射すると,特異的なチャネル伝搬が生じる.この現象解明のため,本年度は,露光部の光学特性変化を回折実験およぶ分光計測を行った.ラマンナス回折実験から,露光部の屈折率は,架橋反応のためのベイク処理を行っていないにも関わらず,露光前後でおよそ10^<-2>オーダもの変化を示した.通常の紫外ランプ光では従来の報告通り,ほとんど変化は生じなかった.露光部のフーリエ変換赤外分光から架橋反応が露光部だけで生じていることが示され,他の特性評価と合わせて,この特異的な屈折率変化は,二光子吸収とそれに続く高繰り返しパルスによる熱蓄積を起源とすることが示唆された.露光部の光学特性変化から,後続レーザパルスの光閉じ込め効果を検討したところ,シングルモード伝搬が可能であり,入射条件によっては導波モードへの結合効率が高まり,伝搬光の強度は二光子吸収閾値を超える.このことは,露光部が伝搬方向に伸張し得ることを意味している.この現象解明に関する研究の他,マイクロ流体デバイスに内装するオフアクシス集光型回折格子の光学設計および作製を行い,作製プロセス開発と基本的な集光機能を確認した.
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