2015 Fiscal Year Annual Research Report
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25630100
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
新井 泰彦 関西大学, システム理工学部, 教授 (80131415)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青柳 誠司 関西大学, システム理工学部, 教授 (30202493)
多川 則男 関西大学, システム理工学部, 教授 (50298840)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 光放射圧 / シリコンプロセス / ベアリング / 3Dプリンター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光が発生しうる力の基本的な特性を検討するために，シリコンウエハにより，製作された四方にバネ構造を有する中空板を用いた実験を行ってきた．さらに，FEM(COMSOL)によるシミュレーション並びに平成27年度には，3Dプリンターを用いたベアリング構造モデルによる検討を行った．それぞれの取り組みについて以下にとりまとめる．
1)シリコンウエハによるバネ構造を用いた実験: シリコンプロセスに基づき厚さ1μmのシリコン酸化膜によって，四方にバネ構造を有する中空板を製作し，その上部にアルミ蒸着によって反射率を80％に設定した装置を製作した．この装置に50mWの半導体レーザーを照射し，光によって得られる力の大きさを検討した．また，変位を高精度で三次元計測をするためのスペックルに基づく計測法を開発した．光により得られる力は，上記の条件下では，おおむね100pN程度であることが分かった．
2)FEM(COMSOL)によるシミュレーション: シミュレーションにおいても実験と同様に光により得られる力は，おおむね100pN程度であることを確認することができた．これらの結果は，本研究室で従来行ってきたマイクロバーティカルを用いた推進実験で得られた結果に沿うものであり，これらの力で回転する軸を支え，かつベアリング効果を発生させるためには，軸の固有振動数での共振現象を用いることが有効であることを明らかにした．
3)3Dプリンターを用いたベアリング構造モデル: 当初の計画では，シリコンプロセスにより，ベアリング構造モデルを製作することにより，複雑な三次元構造の製作が可能であることが分かり，実際にベアリング構造を製作し，そのモデルを用いてベアリング機能について検討した．
当初計画した光ベアリング製作に関する基本的な特性を得ることができた．さらに，3Dプリンターを用いて光ベアリングのプロトタイプを作製しその基本特性を評価した．
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