| Project/Area Number |
20H02647
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 30020:Optical engineering and photon science-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
佐藤 俊一 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (30162431)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2020: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
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| Keywords | 電子レンズ / レーザー加工 |
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| Outline of Research at the Start |
電場や磁場を用いる電子レンズは、レンズ固有の収差が大きい上に、電磁場の不安定性に基づく収差も加わるため、開口角を小さくする必要がある。そのため、光学顕微鏡で使用されるような大きな開口角を持つ分解能の大きなレンズの製作が困難であった。本研究では、ワンショットレーザー干渉加工によって半導体薄膜に同心円パターンを形成し、光学的レンズと同等の性能を持つ薄膜電子レンズの作製プロセスの基盤を確立する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、２光束干渉法を用いて、電子波に対するレンズとして機能するフレネルゾーンプレートを作製することを目指しており、そのためのレーザー加工システムの構築と基礎的な加工実験を進めた。
過去の研究ではレーザー光の偏光状態によって加工痕に違いが見られており、材料表面での電場方向依存性がある可能性が示唆されている。本年度は、2発の偏光の異なるレーザーパルスを照射し、その加工への影響を探ることとした。
フェムト秒パルスをふたつに分け、それぞれの偏光状態を制御した後、再び合波して対物レンズへ導光する光学系を構築した。ふたつのパルス間隔を任意に変えるために、ひとつのレーザービームの光路中に遅延回路を設けた。レーザービームの強度分布をモニターしながら材料表面へレーザ―光を照射し、その加工痕をビデオカメラで観察できる光学系を試作した。実際に加工実験を行いながら、ふたつの光パルスの光軸調整と時間調整を同時に行った。その結果、明確なレーザー加工痕が観察されるとともに、ステージを動かすことによって多数の加工を施すことができた。これまでのところ、加工形状が真円ではないためさらにレーザー導光系の調整を要することが判明した。また、光学遅延回路のプリズムの角度調整も不十分であるために、レーザー照射位置が正確に制御されていないことも判明した。本装置は偏光を制御する光学系が含まれており、通常のレーザー加工装置よりも光学系が複雑となっているため、より精密な調整を行うことによってシステムを完成させる予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
複雑な光学系であるため、調整に時間を要しているが、着実に進んでいるので、研究目標の達成には支障は無いと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在構築中である加工システムを完成させ、加工に対する偏光の効果を確認した後に、干渉光学系に発展させ、フレネルゾーンプレートの作製を進める。
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Report
(1 results)
Research Products
(5 results)
