2015 Fiscal Year Annual Research Report
その場計測制御による超高アスペクト比微細形状のフォトニック・ナノジェット加工
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24246028
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
高谷 裕浩 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70243178)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水谷 康弘 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40374152)
道畑 正岐 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教 (70588855)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | フォトニック・ナノジェット / 超高アスペクト比微細加工 / 微粒子レンズ / 光放射圧 / フェムト秒パルスレーザー / 非熱的アブレーション加工 / 定在場スケール / 加工量計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究構想は,先駆的な光放射圧制御微粒子レンズによるフォトニック・ナノジェット（PNJ）制御,フェムト秒パルスレー ザーによる高分解能ナノ加工および定在場スケール変位計測を,格段に発展・融合することにより,独創的な３次元微細形状加工・計測原理の確立を目的とする.本研究課題では，回折限界をはるかに超えるビーム径と数マイクロメートルのビーム長をもつ,フェムト秒パルスPNJのナノ材料除去特性に基づき,高分解能微細加工とその場加工計測評価とそれらの加工・計測融合を確立する．
本年度は, 前年度の加工実験によって得られた,フェムト秒パルスPNJ加工の基礎現象に関する知見に基づき,新たに考案した固定マイクロ球による3次元加工制御性および高品位加工特性を調査した.また，フェムト秒パルスPNJ加工微細形状に対する,新たな走査型マイクロ球光学顕微鏡の基礎原理を検討し，加工表面トポグラフィのその場観察手法の可能性について検討を行った．さらに，光放射圧制御微粒子レンズ位置の制御性向上のため，光放射圧場数値解析によって，加工表面近傍における力学的挙動の詳細な検討を行った．その結果，独自に構築した固定マイクロ球加工装置を用いてシリコン基板から離れた状態でのマイクロ球位置制御によるPNJ位置制御が可能となった．加工実験より，マイクロ球位置が大きくなるほど材料除去量が多く，PNJの強度分布を反映した加工結果が得られた．また，走査型マイクロ球光学顕微鏡によりサブミクロンの表面トポグラフィ・イメージングが可能であることを示し，加工位置における表面トポグラフィのその場観察の可能性を示した．さらに，Lorenz-Mie理論による電磁場解析とMaxell応力理論によって，光放射圧制御微粒子レンズに加わる放射力数値解析を行い，フェムト秒パルスPNJ加工とその場加工計測による加工・計測融合技術の実現性を示した．
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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