| 研究概要 |
フェムト秒レーザリソグラフィーを利用した無機材料の立体的表面加工プロセス(フェムト秒レーザリソグラフィー支援マイクロマシニング)の提案・開発を行うとともに,同プロセスをシリカガラス製の回折型微小光学素子形成へと展開した.回折光学素子形成で多用される半導体プロセスは,複雑な微細パターン形成に有用であるが,平面上にフラットトップパターンを形成する技術であり,斜面や曲面などの立体的表面や,立体基板上へのプロセス適用は困難であった.本研究では,フェムト秒レーザ誘起非線形光吸収を半導体プロセスへと導入することで,複雑な立体的表面構造の形成や,同プロセスの立体基板上への適用拡大を検討した.本提案プロセスを用いることで,滑らかな曲面・斜面構造を作製するとともに,大きな高低差を有する基板上に対しても均一な線幅のパターンが形成可能であることを実証した.また,パターニング条件やプラズマエッチング条件の最適化を行う中で,フェムト秒レーザ誘起フィラメント構造が形成されることを見出し,その特性評価を行った.これらの知見を用いて,立体的表面を有するマイクロフレネルレンズおよび凸レンズと回折レンズを組み合わせた複合マイクロレンズの作製を行った.前者については,設計値に近いレンズ特性が得られ,また,後者では,複合化による焦点距離の制御に成功した.これらの研究成果は,各種学術論文への投稿や,レーザ精密微細加工に関する国際会議,応用物理学会などで発表した.
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