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2011 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

Research Project

Project/Area Number 22760042
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

西山 宏昭  北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (80403153)

Keywords非線形光学効果 / リソグラフィ / フェムト秒レーザ / マイクロ流路
Research Abstract

前年度までに,高繰り返しフェムト秒レーザ露光により生じる化学増幅型レジストの特異的な屈折率増大について研究を行い,露光部で生じる導波モードへの結合が露光分解能の劣化に深く関与していることを実験と理論両面から示した.本年度は,この露光分解能劣化の回避手法について検討を行った.高開口数レンズ集光では,露光分解能の顕著な劣化は観察されない.光回折実験から高開口数レンズでの露光時のレジストの屈折率変化量を測定したところ,低開口数レンズ露光に比べ,変化量および変化の傾向に大きな違いは見られなかったが,光改質部のサイズは半分程度にまで小さくなった.理論モデルから,露光部と周囲の屈折率差が一定の条件下で,コア領域サイズを小さくしていくと,導波光の電界分布は逆にブロードになった.このため,波長程度まで集光された入射レーザ光との電界分布の不整合が大きくなり,導波モードへの結合効率が低下したと考えられる.この結果,導波光のピーク強度が小さくなり二光子反応が抑制されたと推定される.
昨年度までに作製したオフアクシス集光型回折レンズ内装マイクロ流体素子によるセンシング特性の理論的評価を行った.同素子では,回折レンズ直上に配置された流体試料の物性変化を回折パワー変化として検出する.入射軸と集光軸をオフアクシス化するため,回折レンズは徐々に格子周期が変化した構造を有する.このため,レンズの位置によって回折効率が異なる.このことを考慮して理論解析を行ったところ,構造の最適化により波長633nmのプローブ光に対し,10-7オーダもの屈折率変化が検出可能であることが明らかとなった。

  • Research Products

    (6 results)

All 2011

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Off-axis diffractive focusing reflectors for refractive index sensing in microfluidic devices2011

    • Author(s)
      H.Nishiyama, Y Sagawa, F.Furukawa, S.Okamoto, Y.Hirata
    • Journal Title

      Jpn.J.Appl.Phys.

      Volume: 50 Pages: 06GL02-1-3

    • DOI

      10.1143/JJAP.50.06GL02

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fabrication of SiO2 hybrid microlens structures using femtosecond laser nonlinear lithography2011

    • Author(s)
      H.Nishiyama, M.Mizoshiri, Y.Hirata, J.Nishii
    • Journal Title

      IOP Conf.Series : Materials Science and Engineering

      Volume: 18 Pages: 072011-1-4

    • DOI

      10.1088/1757-899X/18/7/072011

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] オフアクシス集光型回折格子を内装したマイクロ流体素子による屈折率センシング2011

    • Author(s)
      西山宏昭, 岡本晋太朗, 佐川雄一, 平田好則, 西井準治
    • Journal Title

      Proceedings of the 28th Sensor Symposium on Sensors, Micromachines and Applied Systems

      Volume: 1 Pages: 671-674

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] オフアクシス集光型回折格子を内装したマイクロ流体素子による屈折率センシング2011

    • Author(s)
      西山宏昭,岡本晋太朗,佐川雄一,平田好則,西井準治
    • Organizer
      第28回センサマイクロマシンと応用システムシンポジウム
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都)
    • Year and Date
      2011-09-27
  • [Presentation] 集光型回折格子内装マイクロ流体素子による屈折率センシング2011

    • Author(s)
      岡本晋太朗,西山宏昭,平田好則,西井準治
    • Organizer
      第72回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      山形大学(山形市)
    • Year and Date
      2011-09-01
  • [Presentation] フェムト秒レーザ直接重合による露光部での導波モード生成2011

    • Author(s)
      西山宏昭,溝尻瑞枝,平田好則,西井準治
    • Organizer
      第72回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      山形大学(山形市)
    • Year and Date
      2011-08-31

URL: 

Published: 2013-06-26  

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