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レーザー誘起局所加熱と温度分布制御によるガラス内部の組成分布変化現象の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22750187
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 無機工業材料
研究機関京都大学

研究代表者

坂倉 政明  京都大学, 次世代低炭素ナノデバイス創製ハブ, 特定専門業務職員 (90402958)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2010年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワードガラス / レーザー加工 / 組成分布制御 / 液晶空間光変調器 / フェムト秒レーザー / 温度圧力分布 / 熱拡散シミュレーション / 元素組成分布 / ダイナミクス
研究概要

高繰り返しフェムト秒レーザー照射によるガラス内部の元素分布変化(組成分布変化)の制御方法を開発した。元素分布変化には温度分布や冷却速度が重要であるため、複雑な温度分布を形成させるための多点同時レーザー照射システムを開発し、照射の繰返しを選ぶことで冷却速度を制御した。同時に、元素分布変化に伴う熱変形を解析することにより、照射中の温度分布と熱変形メカニズムを明らかにした。多点同時照射システムと温度分布解析により、元素分布の形状を制御することが可能になった。また、実験とシミュレーションの比較により元素移動の駆動因子を明らかにした。

報告書

(3件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (27件) (うち査読あり 25件) 学会発表 (20件)

  • [雑誌論文] Laser-induced transient stress distribution inside a single crystal by time-resolved birefringence imaging2012

    • 著者名/発表者名
      T. Tochio, M. Sakakura, S. Kanehira, Y. Shimotsuma, K. Miura and K. Hirao
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 8243 ページ: 82430E-82430E

    • DOI

      10.1117/12.908186

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of photo-induced microstructure embedded inside ZnO crystal2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Ishikawa, Y. Shimotsuma, A. Kaneta, M. Sakakura, M. Nishi, K. Miura, K. Hirao and Y. Kawakami
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 8243 ページ: 82430N-82430N

    • DOI

      10.1117/12.908190

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional temperature distribution and modification mechanism in glass during ultrafast laser irradiation at high repetition rates2012

    • 著者名/発表者名
      M. Shimizu, M. Sakakura, M. Ohnishi, M. Yamaji, Y. Shimotsuma, K. Hirao, and K. Miura
    • 雑誌名

      Three-dimensional temperature distribution and modification mechanism in glass during ultrafast laser irradiation at high repetition rates

      巻: Vol.20 ページ: 934-940

    • NAID

      120005540808

    • URL

      http://www.opticsinfobase.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-20-2-934

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional temperature distribution and modification mechanism in glass during ultrafast laser irradiation at high repetition rates2012

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Shimizu, Masaaki Sakakura, 他5名
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 20 ページ: 934-940

    • NAID

      120005540808

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Localized phase separation inside glass by femtosecond laser-induced elemental migration2012

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Sakakura, Takaya Tochio, Masahiro Shimizu, Naomi Yasuda, Masatoshi Ohnish, Kiyotaka Miura, Yasuhiko Shimotsuma, Kazuyuki Hirao
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 8243 ページ: 824310-824310

    • DOI

      10.1117/12.912752

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] Control of element distribution in glass with femtosecond laser2012

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Shimizu, Masaaki Sakakura, Masayuki Nishi, Yasuhiko Shimotsuma, Kazuyuki Hirao, Kiyotaka Miura
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 8244 ページ: 824400-824400

    • DOI

      10.1117/12.906644

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] Unexpected influence of focal depth on nucleation during femtosecond laser crystallization of glass2011

    • 著者名/発表者名
      A. Stone, M. Sakakura, Y. Shimotsuma, K. Miura, K. Hirao, V. Dierolf and H. Jain
    • 雑誌名

      Optical Material Express

      巻: Vol.1 ページ: 990-995

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of femtosecond laser induced stress wave and structural change inside a rock-salt crystal2011

    • 著者名/発表者名
      M. Sakakura, T. Tochio, M. Eida, Y. Shimotsuma, S. Kanehira, M. Nishi, K. Miura, and K. Hirao
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: Vol.19(18) ページ: 17780-17789

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modification of long range order in germanate glass by ultrafast laser2011

    • 著者名/発表者名
      X. Wang, M. Sakakura, Y. Liu, J. Qiu, Y. Shimotsuma, K. Hirao and K. Miura
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 511 号: 4-6 ページ: 266-269

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2011.06.063

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation mechanism of element distribution in glass under femtosecond laser irradiation2011

    • 著者名/発表者名
      M. Shimizu, M. Sakakura, S. Kanehira, M. Nishi, Y. Shimotsuma, K. Hirao, and K. Miura
    • 雑誌名

      Optics Letters

      巻: Vol.36 ページ: 2161-2163

    • URL

      http://www.opticsinfobase.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-36-11-2161

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved phase hologram design for generating symmetric light spots and its application for laser-writing of waveguide2011

    • 著者名/発表者名
      M. Sakakura, T. Sawano, Y. Shimotsuma, K. Miura, and K. Hirao
    • 雑誌名

      Optics Letters

      巻: Vol.36 ページ: 1065-1067

    • URL

      http://www.opticsinfobase.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-36-7-1065

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal and shock induced modification inside a silica glass by focused femtosecond laser pulse2011

    • 著者名/発表者名
      M. Sakakura, M. Terazima, Y. Shimotsuma, K. Miura and K. Hirao
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 109 号: 2

    • DOI

      10.1063/1.3533431

    • NAID

      120002871153

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved phase hologram design for generating symmetric light spots and its application for laser writing of waveguides2011

    • 著者名/発表者名
      M. Sakakura, T. Sawano, Y. Shimotsuma, K. Miura and K. Hirao
    • 雑誌名

      Optics Letters

      巻: 36 号: 7 ページ: 1065-1067

    • DOI

      10.1364/ol.36.001065

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation mechanism of element distribution in glass under femtosecond laser irradiation2011

    • 著者名/発表者名
      M. Shimizu, M. Sakakura, S. Kanehira, M. Nishi, Y. Shimotsuma, K. Hirao and K. Miura
    • 雑誌名

      Optics Letters

      巻: 36 号: 11 ページ: 2161-2163

    • DOI

      10.1364/ol.36.002161

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of femtosecond laser induced stress wave and structural change inside a rock-salt crystal2011

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Sakakura, Takaya Tochio, 他6名
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 19 ページ: 17780-17789

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unexpected influence of focal depth on nucleation during femtosecond laser crystallization of glass2011

    • 著者名/発表者名
      Adam Stone, Masaaki Sakakura, 他5名
    • 雑誌名

      Optical Material Express

      巻: 1 ページ: 990-995

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal and shock induced modification inside a silica glass by focused femtosecond laser pulse2011

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Sakakura, Masahide Terazima, 他3名
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 109 ページ: 23503-23503

    • NAID

      120002871153

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elastic and thermal dynamics in femtosecond laser induced structural change inside glasses studied by the transient lens method2010

    • 著者名/発表者名
      M. Sakakura, M. Terazima, Y. Shimotsuma, K. Miura, and K. Hirao
    • 雑誌名

      Laser Chemistry

      巻: Vol.2010 ページ: 1-15

    • URL

      http://www.hindawi.com/archive/2010/148268

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Space-selective phase separation inside a glass by controlling compositional distribution with femtosecond-laser irradiation2010

    • 著者名/発表者名
      M. Shimizu, K. Miura, M. Sakakura, M. Nishi, Y. Shimotsuma, S. Kanehira, T. Nakaya and K. Hirao
    • 雑誌名

      Applied Physics A

      巻: 100 号: 4 ページ: 1001-1005

    • DOI

      10.1007/s00339-010-5879-6

    • NAID

      130006978427

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrafast manipulation of self-assembled form birefringence in glass2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Shimotsuma, M. Sakakura, P. G. Kazansky, M. Beresna, J. Qiu, K. Miura, and K. Hirao
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: Vol.22 号: 48 ページ: 4039-4043

    • DOI

      10.1002/adma.201090163

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanism of heat-modification inside a glass after irradiation with high-repetition rate femtosecond laser pulses2010

    • 著者名/発表者名
      M. Shimizu, M. Sakakura, M. Ohnishi, Y. Shimotsuma, T. Nakaya, K. Miura and K. Hirao
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 108 号: 7 ページ: 10-10

    • DOI

      10.1063/1.3483238

    • NAID

      120002619611

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of three-dimensional 1x4 splitter waveguides inside a glass substrate with spatially phase modulated laser beam2010

    • 著者名/発表者名
      M. Sakakura, T. Sawano, Y. Shimotsuma, K. Miura, and K. Hirao
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: Vol.18 ページ: 12136-12143

    • URL

      http://www.opticsinfobase.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-18-12-12136

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of three-dimensional 1×4 splitter waveguides inside a glass substrate with spatially phase modulated laser beam2010

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Sakakura, Tsutomu Sawano, 他3名
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 18 ページ: 12136-12143

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrafast manipulation of self-assembled form birefringence in glass2010

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiko Shimotsuma, Masaaki Sakakura, 他5名
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 22 ページ: 4039-4043

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Space-selective phase separation inside a glass by controlling compositional distribution with femtosecond-laser irradiation2010

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Shimizu, Kiyotaka Miura, Masaaki Sakakura, 他5名
    • 雑誌名

      Applied Physics A

      巻: 100 ページ: 1001-1005

    • NAID

      130006978427

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanism of heat-modification inside a glass after irradiation with high-repetition rate femtosecond laser pulses2010

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Shimizu, Masaaki Sakakura, 他5名
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 108 ページ: 73533-73533

    • NAID

      120002619611

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elastic and thermal dynamics in femtosecond laser induced structural change inside glasses studied by the transient lens method2010

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Sakakura, Masahide Terazima, 他3名
    • 雑誌名

      Laser Chemistry

      巻: 2010 ページ: 1-15

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Transient stress imaging inside single crystals after photoexcitation by a focused fs laser pulse2012

    • 著者名/発表者名
      坂倉政明, 杤尾孝哉, 他3名
    • 学会等名
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      早稲田大学(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Control of element distribution in glass with femtosecond laser2012

    • 著者名/発表者名
      M. Shimizu, M. Sakakura, M. Nishi, Y. Shimotsuma, , K. Hirao, K. Miura
    • 学会等名
      Photonics West
    • 発表場所
      The Moscone Center, San Francisco
    • 年月日
      2012-01-26
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Control of element distribution in glass with femtosecond laser2012

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Shimizu, Masaaki Sakakura, 他4名
    • 学会等名
      Photonics West 2012
    • 発表場所
      The Moscone Center, San Fransisco, CA, USA
    • 年月日
      2012-01-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Control of material properties by parallel laser irradiations at multiple laser spots using a spatial light modulator2012

    • 著者名/発表者名
      M. Sakakura, T. Tochio, M. Shimizu, N. Yasuda, M. Ohnishi, K. Miura, Y. Shimotsuma, K. Hirao
    • 学会等名
      Photonics West
    • 発表場所
      The Moscone Center, San Francisco
    • 年月日
      2012-01-25
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Control of material properties by parallel laser irradiations at multiple laser spots using a spatial light modulator2012

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Sakakura, Takaya Tochio, 他6名
    • 学会等名
      Photonics West 2012
    • 発表場所
      The Moscone Center, San Fransisco, CA, USA(招待講演)
    • 年月日
      2012-01-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Laser-induced transient stress distribution inside a single crystal by time-resolved birefringence imaging2012

    • 著者名/発表者名
      T. Tochio, M. Sakakura, S. Kanehira, Y. Shimotsuma, K. Miura, K. Hirao
    • 学会等名
      Photonics West
    • 発表場所
      The Moscone Center, San Francisco
    • 年月日
      2012-01-24
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Laser-induced transient stress distribution inside a single crystal by time-resolved birefringence imaging2012

    • 著者名/発表者名
      Takaya Tochio, Masaaki Sakakura, 他4名
    • 学会等名
      Photonics West 2012
    • 発表場所
      The Moscone Center, San Fransisco, CA, USA
    • 年月日
      2012-01-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Transient stress imaging inside single crystals after photoexcitation by a focused fs laser pulse2012

    • 著者名/発表者名
      坂倉政明, 杤尾孝哉, 下間靖彦, 平尾一之, 三浦清貴
    • 学会等名
      第59回応用物理学関係連合講演会(招待講演)
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Three-dimensional structuring inside transparent materials by a phase modulated fs laser beam with a LCOS-SLM2011

    • 著者名/発表者名
      M. Sakakura, T. Sawano, Y. Shimotsuma, K. Miura, K. Hirao
    • 学会等名
      Photonics West
    • 発表場所
      The Moscone Center, San Fransisco
    • 年月日
      2011-01-23
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Three-dimensional structuring inside transparent materials by a phase modulated fs laser beam with a LCOS-SLM2011

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Sakakura, 他4名
    • 学会等名
      Photonics West 2011
    • 発表場所
      The Moscone Center, San Fransisco, CA, USA(招待講演)
    • 年月日
      2011-01-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 応力・温度解析から見た透明固体内部のフェムト秒レーザー誘起構造変化2011

    • 著者名/発表者名
      坂倉政明
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第31回年次大会(招待講演)
    • 発表場所
      電気通信大学
    • 年月日
      2011-01-10
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 応力・温度解析から見た透明固体内部のフェムト秒レーザー誘起構造変化2011

    • 著者名/発表者名
      坂倉政明
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第31回年次大会
    • 発表場所
      電気通信大学,東京(招待講演)
    • 年月日
      2011-01-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 液晶空間光変調器LCOS-SLMと超短パルスレーザーを用いたガラス内部への高効率三次元加工2010

    • 著者名/発表者名
      坂倉政明・澤野勉・下間靖彦・三浦清貴・平尾一之
    • 学会等名
      第51回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
    • 発表場所
      東京大学駒場リサーチキャンパス
    • 年月日
      2010-12-16
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] レーザーによるガラス内部の元素移動制御2010

    • 著者名/発表者名
      清水雅弘・保田直美・坂倉政明・兼平真悟・西正之・下間靖彦・三浦清貴・平尾一之
    • 学会等名
      第51回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
    • 発表場所
      東京大学駒場リサーチキャンパス
    • 年月日
      2010-12-16
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] レーザーによるガラス内部の元素移動制御2010

    • 著者名/発表者名
      清水雅弘, 保田直美, 坂倉政明, 他5名
    • 学会等名
      第51回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
    • 発表場所
      東京大学 駒場リサーチキャンパス,東京
    • 年月日
      2010-12-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 液晶空間光変調器LCOS-SLMと超短パルスレーザーを用いたガラス内部への高効率三次元加工2010

    • 著者名/発表者名
      坂倉政明, 澤野勉, 他3名
    • 学会等名
      第51回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
    • 発表場所
      東京大学 駒場リサーチキャンパス,東京
    • 年月日
      2010-12-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 空間位相変調による光スポット形成と光導波路レーザー描画への影響2010

    • 著者名/発表者名
      坂倉政明・澤野勉・下間靖彦・三浦清貴・平尾一之
    • 学会等名
      2010年秋季第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学
    • 年月日
      2010-09-15
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 空間位相変調による光スポット形成と光導波路レーザー描画への影響2010

    • 著者名/発表者名
      坂倉政明, 澤野勉, 他3名
    • 学会等名
      2010年秋季第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学、長崎
    • 年月日
      2010-09-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] MgO結晶内部のレーザー誘起過渡応力イメージング2010

    • 著者名/発表者名
      杤尾孝哉・坂倉政明・兼平真悟・下間靖彦・三浦清貴・平尾一之
    • 学会等名
      2010年秋季第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学
    • 年月日
      2010-09-14
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] MgO結晶内部のレーザー誘起過渡応力イメージング2010

    • 著者名/発表者名
      杤尾孝哉・坂倉政明, 他4名
    • 学会等名
      2010年秋季第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学、長崎
    • 年月日
      2010-09-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2016-04-21  

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