| 研究概要 |
次世代型の圧力センサや流量センサのセンサ部の中核には,サファイヤを微細加工した要素部品の利用が検討されている.本研究では,サファイヤの微細加工技術の一方法として,Qスイッチ短パルスNd:YAGレーザ高調波を用いた加工方法について検討している.特に,今年度は以下の点について検討した.
(i)Qスイッチ短パルスNd:YAGレーザ第5高調波システムの構築
高ピーク出力短パルスNd:YAGレーザ光より非線型光学結晶,各種光学系および温度調整器(いずれも昨年度導入)を用いて,第四高調波および第五高調波を発振させ,高出力で良好なビームモードのパルス発振が可能な光学システムを構築した.
(ii)PC制御X-Yステージによる微細加工システムの構築
Qスイッチ短パルスNd:YAGレーザ高調波発振システムとX-Yステージをパーソナルコンピュータで制御することにより,二次元パターンの微細加工を可能とするシステムを構築した.このシステムを用いて,サファイヤ表面の精密穴加工,精密溝加工,表面除去加工のそれぞれの加工特性について評価した.なお,評価においては,レーザ照射後の加工痕の顕微鏡観察(光学顕微鏡,SEM,AFM)を行ない,各場合の形状精度および熱影響(溶融・ひび割れ)について比較・評価した.さらに,加工サンプルをエッチング処理(熱燐酸)した後,同様に顕微鏡観察し,各場合の熱影響深さを見積った.その結果,熱影響を局限した直径10μm程度の穴加工,および溝加工(深さ20μmx幅50μm程度,底面の粗さRy〜2μm程度)が可能であることが確認された.
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