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2012 年度 実績報告書

光誘起プラズマによる三次元ナノ加工技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22350093
研究機関京都大学

研究代表者

下間 靖彦  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40378807)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード超短パルスレーザー / 石英ガラス / 偏光顕微鏡 / 位相差 / アジマス偏光 / ラジアル偏光 / 偏光特異点 / 構造性複屈折
研究概要

再生増幅後のフェムト秒レーザーパルスを音響光学分散位相フィルター(Acoustic optic phase dispersion filter: AOPDF)を利用して波形制御し、時間遅延させたフェムト秒ダブルパルスや周波数チャープが石英ガラスとの相互作用にどのような影響を与えるかを調査した。具体的には、照射中のプラズマ発光やナノ周期構造形成による複屈折を測定し、パルス波形に対する発光強度や位相差(リターダンス)との関係を調べた。照射した全エネルギーをシングルパルス列の場合と同一としたダブルパルス列の照射では、リターダンス、発光強度共にダブルパルス列の方がシングルパルス列より大きくなった。特に、ダブルパルス列の照射により、プラズマ電子を効率的に励起することができるため、リターダンス値をシングルパルス列に比べて約3倍にすることが可能であることを明らかにした。周波数チャープの実験では、リターダンス、発光強度ともにフーリエ変換限界(FTL)付近のパルスでは大きくなり、FTLから離れるに従い、パルス幅による影響が支配的となり、値が小さくなった。以上の結果から、照射レーザーの周波数チャープやパルス列を制御することによって誘起される複屈折の位相差を制御することが可能であることを見出し、(1)超短パルス光のパルス成形・制御システムを構築するとともに、(2)超短パルス光の偏光・位相による三次元ナノ構造作製技術を開発した。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2012 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 3件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Control of element distribution in glass with femtosecond laser2012

    • 著者名/発表者名
      M. Shimizu, M. Sakakura, M. Nishi, Y. Shimotsuma, K. Hirao and K. Miura
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 8244 ページ: 82440O-1-6

    • DOI

      DOI:10.1117/12.906644

  • [雑誌論文] Control of material properties by parallel laser irradiations at multiple laser spots using a spatial light modulator2012

    • 著者名/発表者名
      M. Sakakura, T. Tochio, M. Shimizu, N. Yasuda, M. Ohnishi, K. Miura, Y. Shimotsuma and K. Hirao
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 8243 ページ: 824310-1-8

    • DOI

      DOI:10.1117/12.912752

  • [雑誌論文] Fabrication of photo-induced microstructure embedded inside ZnO crystal2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Ishikawa, Y. Shimotsuma, A. Kaneta, M. Sakakura, M. Nishi, K. Miura, K. Hirao and Y. Kawakami
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 8243 ページ: 82430N-1-7

    • DOI

      DOI:10.1117/12.908190

  • [雑誌論文] Laser-induced transient stress distribution inside a single crystal by time-resolved birefringence imaging2012

    • 著者名/発表者名
      T. Tochio, M. Sakakura, S. Kanehira, Y. Shimotsuma, K. Miura and K. Hirao
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 8243 ページ: 82430E-1-8

    • DOI

      DOI:10.1117/12.908186

  • [雑誌論文] Homogeneous and elongation-free 3D microfabrication by a femtosecond laser pulse and hologram2012

    • 著者名/発表者名
      M. Yamaji, H. Kawashima, J. Suzuki, S. Tanaka, M. Shimizu, K. Hirao, Y. Shimotsuma and K. Miura
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 111 ページ: 083107-1-7

    • DOI

      DOI:10.1063/1.4705286

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Localized control of light-matter interactions by using nanoscale asymmetric TiO22012

    • 著者名/発表者名
      S. Zhou, T. Matsuoka, Y. Shimotsuma, M. Sakakura, M. Nishi, Z. Hong, J. Qiu, K. Hirao and K. Miura
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: 23 ページ: 465704-1-6

    • DOI

      DOI:10.1088/0957-4484/23/46/465704

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transient stress imaging after irradiation with a focused femtosecond laser pulse inside a single crystal2012

    • 著者名/発表者名
      T. Tochio, M. Sakakura, Y. Shimotsuma, M. Nishi, K. Hirao and K. Miura
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 51 ページ: 126602-1-6

    • DOI

      DOI:10.1143/JJAP.51.126602

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plasmonically enhanced Faraday effect in metal and ferrite nanoparticles composite precipitated inside glass2012

    • 著者名/発表者名
      S. Nakashima, K. Sugioka, K. Tanaka, M. Shimizu, Y. Shimotsuma, K. Miura, K. Midorikawa and K. Mukai
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 20 ページ: 28191-28199

    • DOI

      DOI:10.1364/OE.20.028191

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolution of Self-assembled Nanostructure in Glass2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Shimotsuma, T. Asai, K. Miura, K. Hirao and P. G. Kazansky
    • 雑誌名

      Journal of laser micro/nanoengineering

      巻: 7 ページ: 339-344

    • DOI

      10.2961/jlmn.2012.03.0019

    • 査読あり
  • [学会発表] Evolution of self-assembled nanostructure in glass

    • 著者名/発表者名
      Y. Shimotsuma
    • 学会等名
      The 13th International Symposium on Laser Precision Microfabrication
    • 発表場所
      The Catholic University of America
  • [学会発表] Optical anisotropy of self-assembled nanostructure in glass

    • 著者名/発表者名
      Y. Shimotsuma
    • 学会等名
      2012 Advanced Photonics Congress
    • 発表場所
      Colorado Springs
    • 招待講演
  • [学会発表] Nanostructuring under ultrashort pulse laser irradiation

    • 著者名/発表者名
      Y. Shimotsuma
    • 学会等名
      Progress In Electromagnetics Research Symposium
    • 発表場所
      Moscow State Institute of Radio Engineering, Electronics and Automation
  • [学会発表] 超短パルスレーザーを利用したナノ物質創成の新展開

    • 著者名/発表者名
      下間靖彦
    • 学会等名
      ナノファイバー学会第3回年次大会
    • 発表場所
      東北大学金属材料研究所
    • 招待講演
  • [学会発表] Avant-Garde femtosecond laser processing: From new phenomena to innovative devices

    • 著者名/発表者名
      下間靖彦
    • 学会等名
      レーザー加工学会
    • 発表場所
      アクトシティ浜松コングレスセンター
    • 招待講演
  • [図書] ナノインプリント/ナノ加工技術とオプトテクノロジー 第3節 フェムト秒レーザーによる微細周期構造の形成とその応用2012

    • 著者名/発表者名
      下間靖彦
    • 総ページ数
      238-250
    • 出版者
      情報機構
  • [図書] ナノインプリント/ナノ加工技術とオプトテクノロジー 第5章 金属ナノワイヤー2012

    • 著者名/発表者名
      下間靖彦
    • 総ページ数
      182-200
    • 出版者
      シーエムシー出版

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公開日: 2014-07-24  

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