| 研究課題/領域番号 |
06555121
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
河田 聡 大阪大学, 工学部, 教授 (30144439)
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| 研究分担者 |
市橋 太一 大阪工業技術試験所, 主任研究官
有本 理恵子 (株)ニコン光機設計部, 研究員
大木 裕史 (株)ニコン光学本部, 課長
重岡 利孝 大阪大学, 工学部, 助手 (10263211)
川田 善正 大阪大学, 工学部, 助手 (70221900)
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| キーワード | ナノ形成 / エバネッセント / 放射圧 / マイクロマシン / 光造形 / 2光子吸収 |
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| 研究概要 |
本研究では、チャンネル光導波路上に生じるエバネッセント場の散乱で生じる光の放射圧を、マイクロマシンの動力源として用いるための研究を行った。
1)可動子に生じる放射圧の解析及び可動子の設計:境界要素法、拡張Mie散乱理論に基づいた放射圧の計算方法を確立し、光のエネルギー効率良くマイクロマシンの運動エネルギーに変換するための可動子の形状、屈折率の設計を行った。この結果、可動子の比屈折率を比較的高く(1.5程度)にすれば、特定の形状、サイズで起こる光の共鳴状態を実現することによって、小さな入射光強度でも、効率的に放射圧を発生させることが可能であることが分かった。
2)紫外線硬化樹脂を用いた可動子の製作:また、紫外線硬化樹脂を用いた光造形により、設計した可動子を製作するための実験を行った。この結果、近赤外光の2光子吸収過程を用いることによって、μmオーダーのサイズで、3次元の微細構造を持った構造物を作成する事に成功した。
3)可動子駆動の実験結果:テスト用の可動子を用い、チャンネル導波路上に形成されるエバネッセント場によって可動子の駆動を行った。NdYLFレーザー(λ=1047nm)のビームを導波路に入射し、可動子には、誘電体、金属の微粒子を用いた。実験の結果、μmオーダーのサイズの可動子を導波路の経路上に捕捉したまま、連続に安定して駆動できることを確認した。このときの可動子の移動速度は、十数μm毎秒で、1cm以上にの距離を駆動することができた。
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