フェムト秒レーザパルスの特異的なチャネル伝搬とそのリソグラフィへの応用

• 研究課題/領域番号: 22760042
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用光学・量子光工学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 西山 宏昭 北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (80403153)
• 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: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2011年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2010年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: フェムト秒レーザ / リソグラフィ / 非線形光学 / 非線形光学効果 / マイクロ流路 / チャネル伝搬

研究概要

フェムト秒レーザパルスをレジストに集光すると,特異的なチャネル伝搬が観察される.紫外レーザ光を用いた光硬化性樹脂では既報があるが,フェムト秒レーザでは,本来露光だけでは架橋反応が生じない化学増幅型レジストであってもチャネル伝搬が生じた.露光部を光学測定すると,ベイク処理なしで10^<-3>～10^<-2>もの屈折率変化が起きたことが分かった.この変化は蓄熱効果による架橋反応であり,露光部で生じる導波モードと後続のレーザ光の高効率な結合がチャネル伝搬の起源であることを明らかにした.

研究成果

• [雑誌論文] Large refractive index changes of a chemically amplified photoresists in femtosecond laser nonlinear lithography (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Mizoshiri, Y. Hirata, J. Nishii, H. Nishiyama
  • 雑誌名: Optics Express 巻: vol.19 ページ: 7634-7679
  • 査読あり
• [雑誌論文] Off-axis diffractive focusing reflectors for refractive index sensing in microfluidic devices (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Nishiyama, Y. Sagawa, N. Furukawa, S. Okamoto, Y. Hirata, J. Nishii
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: vol.50
  • NAID: 210000070752
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of SiO2 hybrid microlens structures using femtosecond laser nonlinear lithography (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Nishiyama, M. Mizoshiri, Y. Hirata, J. Nishii
  • 雑誌名: IOP Conference Series : Materials Science and Engineering 巻: vol.18
  • 査読あり
• [雑誌論文] オフアクシス集光型回折格子を内装したマイクロ流体素子による屈折率センシング (2011)
  • 著者名/発表者名: 西山宏昭, 岡本晋太朗, 佐川雄一, 平田好則, 西井準治
  • 雑誌名: 第28回センサマイクロマシンとシステムシンポジウム論文集 巻: vol.1 ページ: 671-674
  • 査読あり
• [雑誌論文] Off-axis diffractive focusing reflectors for refractive index sensing in microfluidic devices (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Nishiyama, Y Sagawa, F.Furukawa, S.Okamoto, Y.Hirata
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. 巻: 50 号: 6S ページ: 06GL02-06GL02
  • DOI: 10.1143/jjap.50.06gl02
  • NAID: 210000070752
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of SiO2 hybrid microlens structures using femtosecond laser nonlinear lithography (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Nishiyama, M.Mizoshiri, Y.Hirata, J.Nishii
  • 雑誌名: IOP Conf.Series : Materials Science and Engineering 巻: 18 号: 7 ページ: 072011-072011
  • DOI: 10.1088/1757-899x/18/7/072011
  • 査読あり
• [雑誌論文] オフアクシス集光型回折格子を内装したマイクロ流体素子による屈折率センシング (2011)
  • 著者名/発表者名: 西山宏昭, 岡本晋太朗, 佐川雄一, 平田好則, 西井準治
  • 雑誌名: Proceedings of the 28th Sensor Symposium on Sensors, Micromachines and Applied Systems 巻: 1 ページ: 671-674
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large refractive index changes of a chemically amplified photoresists in femtosecond laser nonlinear lithography (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Mizoshiri, Y.Hirata, J.Nishii, H.Nishiyama
  • 雑誌名: Optics Express 巻: Vol.19 ページ: 7673-7679
  • 査読あり
• [雑誌論文] 非線形リソグラフィーによるガラスの立体的表面加工 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西山宏昭, 平田好則
  • 雑誌名: NEW GLASS 巻: vol.25 ページ: 11-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] 非線形リソグラフィーによる流路内へのSiO_2オフアクシス・グレーティング集光器の作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西山宏昭, 佐川雄一, 平田好則, 西井準治
  • 雑誌名: センサ・マイクロマシンと応用システムシンポジウム論文集 巻: 1 ページ: 247-250
  • 査読あり
• [雑誌論文] 非線形リソグラフィーによる流路内へのガラスの立体的表面加工 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西山宏昭, 平田好則
  • 雑誌名: NEW GLASS 巻: 25 ページ: 11-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] Off-axis diffractive focusing reflectors for refractive index sensing in microfluidic devices
  • 著者名/発表者名: H.Nishiyama, Y.Sagawa, N.Furukawa, S.Okamoto, Y.Hirata, J.Nishii
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: (印刷中)
  • NAID: 210000070752
  • 査読あり
• [学会発表] オフアクシス集光型回折格子を内装したマイクロ流体素子による屈折率センシング (2011)
  • 著者名/発表者名: 西山宏昭,岡本晋太朗,佐川雄一,平田好則,西井準治
  • 学会等名: 第28回センサマイクロマシンと応用システムシンポジウム
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京都)
  • 年月日: 2011-09-27
• [学会発表] 集光型回折格子内装マイクロ流体素子による屈折率センシング (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡本晋太朗,西山宏昭,平田好則,西井準治
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学(山形市)
  • 年月日: 2011-09-01
• [学会発表] フェムト秒レーザ直接重合による露光部での導波モード生成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西山宏昭,溝尻瑞枝,平田好則,西井準治
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学(山形市)
  • 年月日: 2011-08-31
• [学会発表] フェムト秒レーザ直接重合による光閉じ込め効果の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西山宏昭, 溝尻瑞枝, 平田好則, 西井準治
  • 学会等名: 春季第58回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学(神奈川県)
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] SiO_2オフアクシス・グレーティング集光器による微小流体の屈折率測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西山宏昭, 佐川雄一, 平田好則, 西井準治
  • 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(東京都)
  • 年月日: 2010-12-16
• [学会発表] Three-dimensional SiO_2 surface structures fabricated using femtosecond laser lithography (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Nishiyama, M.Mizoshiri, Y.Hirata, J.Nishii
  • 学会等名: The 27^<th> International Korea-Japan Seminar on Ceramics
  • 発表場所: Songdo Convensia (Incheon)韓国
  • 年月日: 2010-11-25
• [学会発表] Three-dimensional SiO_2 surface fabricated using nonlinear lithography (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Nishiyama, Y.Hirata, J.Nishii
  • 学会等名: 3^<rd> International Congress on Ceramics
  • 発表場所: Grand Cube Osaka (Osaka)
  • 年月日: 2010-11-17
• [学会発表] Off-axis diffractive focusing reflectors inside microchannels fabricated using femtosecond laser nonlinear lithography (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Nishiyama, Y.Sagawa, Y.Hirata, J.Nishii
  • 学会等名: 23^<rd> International Microprocesses and Nanotechnology Conference
  • 発表場所: Rihga Royal Hotel Kokura (Kokura)
  • 年月日: 2010-11-11
• [学会発表] 非線形レーザリソグラフィーによるSiO_2立体的表面構造形成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岡本晋太朗, 西山宏昭, 平田好則, 西井準治
  • 学会等名: 平成22年度日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
  • 発表場所: 東北大学(仙台市)
  • 年月日: 2010-10-29
• [学会発表] 非線形リソグラフィーによる流路内へのSiO_2オフアクシス・グレーティング集光器の作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西山宏昭, 佐川雄一, 平田好則, 西井準治
  • 学会等名: 第27回「センサ・マイクロマシンと応用システム」システムシンポジウム
  • 発表場所: くにびきメッセ(松江市)
  • 年月日: 2010-10-14
• [学会発表] フェムト秒レーザリソグラフィによる微小流路内へのオフアクシス・グレーティング集光器の形成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西山宏昭, 佐川雄一, 平田好則, 西井準治
  • 学会等名: 2010年度精密工学会秋季大会学術講演会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 2010-09-27
• [学会発表] Off-axis diffractive focusing reflectors inside microchannels fabricated using femtosecond laser nonlinear lithography (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Nishiyama, Y.Sagawa, Y.Hirata, J.Nishii
  • 学会等名: The 1^<st> Japan-China-Korea joint seminar on MEMS/NEMS for Green & Life Innovation
  • 発表場所: Sapporo Convention Center (Sapporo)
  • 年月日: 2010-08-30
• [図書] Photo-induced structural changes of doped SiO_2 glasses using ultraviolet laser pulses(chapter 17) (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Nishiyama and J. Nishii
  • 出版者: Laser pulse phenomena and applications
• [図書] Laser pulse phenomena and applications (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Nishiyama, J.Nishii
  • 総ページ数: 474
  • 出版者: In-Tech.Co.Ltd.
• [図書] Femtosecond laser nonlinear lithography(chapter 4) (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Nishiyama and Y. Hirata
  • 出版者: Lithography