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1.偏光レーザ照射によるマイクロ軸の軸方向変位の実験的解明
寺田らは金属粒子にエキシマレーザを照射し、金属粒子の粒径がフルーエンスによって変化することを実験的に明らかにしている。この事実から、マイクロ軸に偏光レーザを照射すれば軸材料の結晶粒径が静的に変化すると予測される。そこでAFMプローブを多結晶および単結晶シリコンで構成されるマイクロ軸に置換し、これに偏光したレーザを照射したところ、マイクロ軸が軸方向にナノメートル台で変位することを確認した。またレーザ入力条件(偏光レーザの波長、パルス幅、フルーエンス)、被削材物性と表面状況が軸方向変位に及ぼす影響を実験計画的に整理した。ただしレーザ励振によるマイクロ軸の動的変位の発生については確認できなかった。
2.偏光レーザ照射によるマイクロ軸の軸方向変位の理論的解明
マイクロ軸に偏光レーザを照射すると軸材料の結晶粒径が増大する可能性について、材料の比格子結合エネルギと入力されるレーザフルエンスとの関係から、格子膨張臨界エネルギの存在を予測した。この結果から、一定以上のレーザフルエンスでは、格子変態してその積分がマイクロ軸の静的変位となることを定性的に解析したが、定量解析には至っていない。また、動的変位については、実験的にも確認できていないことから、理論考察していない。
3.偏光レーザ励振AFMプローブによる分子捕捉・除去実験
AFMプローブにより金薄膜を走査(引っ掻き)、偏光レーザを照射しない場合の加工圧痕が無いことを確認後、プローブをレーザ照射して同一実験をした結果、nm台の微小溝加工が可能であることを明らかにした。レーザフルエンス、照射時間、走査速度、プローブ材質などが溝深さに及ぼす影響を実験的に体系化した。併せて微細穴加工についても実験的に体系化した。
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