| 研究課題/領域番号 |
19K21919
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分18:材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
高谷 裕浩 大阪大学, 工学研究科, 教授 (70243178)
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| 研究分担者 |
水谷 康弘 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (40374152)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2020年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 液中超短パルスレーザ加工 / フォトニック・ナノジェット / 電子増強ラマン散乱効果 / 光周波数コム・ラマン散乱解析 / ナノ局所界面計測 / 超微細レーザ加工 / 時間・空間選択性 / 加工現象解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
環境・エネルギー，医療・バイオや情報通信などの分野において，高品位な精密微細加工の必要性が増えている．本研究は，液中における超短パルスレーザ微細加工によってナノ局所界面で起こる加工現象を解明し，インプロセス加工計測制御への展開を目的とした，新規な計測原理の開拓に挑戦する．レーザ加工材料のプラズマ化が起こる直前の初期電子放出を契機とした水分子による電子の雪崩現象によって，増強度が１０万倍以上の電子増強ラマン散乱効果が誘起される．そこで，独自のフォトニック・ナノジェットとナノ粒子を利用したラマン散乱計測の超高感度化と，ナノ局所界面温度と物質構造変化の時間・空間選択的な加工計測原理の確立をめざす．
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| 研究成果の概要 |
本研究は，超短パルスレーザーによる加工現象をその場計測する手法の確立により，インプロセス加工制御への展開を目的とする．そこで，液中および空気中で，フォトニックナノジェットを用いたアブレーション加工のその場計測を行った．液中では，レーザー照射によって発生するキャビテーションバブルが連続したパルス照射を妨げることを実験的に明らかにした．また，レーザー照射によって発生する衝撃波を，マイクロ球プローブの振動により検出する手法を確立した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
超短パルスレーザーによるサブマイクロメートルオーダーの加工現象は，液中および空気中ともに未解明な部分が多い．したがって，超短パルスレーザーを用いた加工におけるインプロセス加工制御は未開拓な分野である．本研究の成果である加工現象のその場計測技術の確立は，超短パルスレーザー加工のさらなる現象解明に貢献するのみならず，付加価値の高い表面微細構造の作製手法の確立に貢献することができる．
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