| 研究課題/領域番号 |
19K04109
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分18020:加工学および生産工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 大阪公立大学 (2022)
大阪府立大学 (2019-2021) |
|---|
研究代表者 |
菊田 久雄 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (10214743)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
|
|---|
| キーワード | レーザー加工 / 偏光ビーム / 異形穴加工 / フェムト秒レーザー / レーザ加工 / フェムト秒レーザ / 偏光 / 異形穴 / アブレーション / フェムト秒パルス |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
レーザ・ビームの偏光分布を利用して微細穴の形状を制御するレーザ加工技術の開発を行う。レーザによって数10umの径をもつ深穴加工が行われているが、その形状は丸穴に限られる。ビーム走査や強度分の制御だけで、集光回折限界に近い開口穴の形状を制御することは原理的に困難である。本研究では、レーザから射出されたビームの偏光を外部素子によって特別な偏光分布をもつビームに変換し、偏光による吸収率の差を利用することで微細穴の形状制御を可能にすることを数値シミュレーション、および、実験により実証する。この成果は、微小ノズル穴の形成技術として、モノ作り産業に寄与することが期待される。
|
| 研究成果の概要 |
偏光変換素子を用いて、偏光分布を持つビームを生成し、フェムトパルスレーザによって金属板に異形穴をあける技術開発に取り組んだ。とくに、適切な偏光変換素子を設計・作製することによって150umの微細十字穴の加工が行えることを実験により示した。
また、四角穴加工において加工条件のトレランスを広げるための偏光ビームを設計し、このビームを生成するための偏光変換素子を作製して、実際に加工条件が広がることを示した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
開口数の小さい光学系で微小な十字穴の加工ができることを実験により示すことができた。また、クロス偏光ビームを生成するための偏光変換素子を調整することで、集光ビームの強度分布を円形のものから丸みを帯びた四角形に変更することで、レーザービームの照射側の開口形状を鋭い角をもつ四角形にできること、および、四角穴を形成するための加工条件が広くなることを示した。これらの成果により、低開口の光学系で微細な異形穴加工を可能になり、電子機器での製造に貢献できる。
|
