2013 Fiscal Year Annual Research Report
ガラス内部における微粒子のレーザマニピュレ－ション
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24656096
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
比田井 洋史 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60313334)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森田 昇 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30239660)
松坂 壮太 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30334171)
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| Keywords | 精密部品加工 / ガラス / 微粒子 / マニピュレーション |
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| Research Abstract |
(1)移動メカニズムの解明：昨年度おこなった温度計算を利用し，温度と界面張力の関係式から，微粒子とガラスの界面における温度の不均質によって生じる界面張力を微粒子表面の各地点において，算出し，この界面張力を積算することで，界面張力によって微粒全体に加わる力を計算した．さらに，移動に伴って発生する抗力についても，熱流体解析を行うことで，ガラスの粘度の温度依存性を考慮に入れて算出した．この界面張力と抗力は，おおむね一致していた．このことから，移動を引き起こす原因としては，界面張力が支配的であることを明らかにした．
(2)ガラスと金属の種類，膜厚・形状の影響：ガラスは組成を変えることで性質を大幅に変化でき，多種多様なガラスが市販されている．そこで，様々なガラス，および金属の組み合わせで実験を行い，金属微粒子の移動の可否とその移動中の様子を観察，評価した．その結果，ガラス，金属の種類によっては移動により金属成分がガラス中に拡散することを明らかにした．
(3)マニピュレ-ション手法の確立：今までは，カメラで観察しながら，人手によりステージを移動させたり，レーザの出力を制御し，所望の位置に微粒子が到達したらレーザ照射をやめたりすることで微粒子を配置してきた．これに対して，画像認識ソフトを作成し，カメラの情報をもとに，微粒子の位置を把握し，移動しても焦点近傍に微粒子を維持する手法を開発し，所望の距離移動させる方法を実現した．
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