光誘起プラズマによる三次元ナノ加工技術の開発

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22350093
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機工業材料
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 下間 靖彦 京都大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (40378807)
• 連携研究者: 坂倉 政明 京都大学, 産官学連携センター, 准教授 (90402958)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: ガラス

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、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べた時間遅延したフェムト秒ダブルパルス照射時のプラズマ発光や複屈折を測定し、パルス波形に対する発光強度や複屈折による位相差(リターダンス)との関係を調べた。その結果、投入したエネルギーは同一であるものの、リターダンス、発光強度共にダブルパルスの方がシングルパルスより大きくなった。

研究成果

• [雑誌論文] Control of element distribution in glass with femtosecond laser (2012)
  • 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 modulator (2012)
  • 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 crystal (2012)
  • 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 imaging (2012)
  • 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 hologram (2012)
  • 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] Evolution of self-assembled nanostructure in glass (2012)
  • 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: DOI:10.2961/jlmn.2012.03.0019
  • 査読あり
• [雑誌論文] Localized control of light-matter interactions by using nanoscale asymmetric TiO2 (2012)
  • 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 crystal (2012)
  • 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 glass (2012)
  • 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] Three-dimensional structuring inside transparent materials by a phase modulated fs laser beam with a LCOS-SLM (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Sakakura, K. Miura, T. Sawano, Y. Shimotsuma and K. Hirao
  • 雑誌名: Proceedings of SPIE 巻: 7920 ページ: 792010-1-6
  • DOI: DOI:10.1117/12.881190
• [雑誌論文] Evolution of structural defects in silica glass (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimotsuma
  • 雑誌名: Proceedings of International Symposium on Optomechatronic Technologies
  • URL: http://www.isot2011.org/
  • 査読あり
• [雑誌論文] Manipulation of self-assembled nanostructure in glass (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimotsuma, M. Sakakura, K. Miura, K. Hirao and P. G. Kazansky
  • 雑誌名: Proceedings of International Quantum Electronics Conference / Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim 巻: ULMOM ページ: 211-213
  • DOI: DOI:10.1109/IQEC-CLEO.2011.6193678
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase transitions induced by ultrafast laser writing in transparent materials (2011)
  • 著者名/発表者名: P. G. Kazansky, M. Beresna, M. Gecevicius, C. Corbari, Y. Shimotsuma, M. Sakakura, K. Miura, K. Hirao and Y. Bellouard
  • 雑誌名: Proceedings of Conference on Lasers and Electro-Optics 巻: JTuI ページ: JTuI106-1-2
  • DOI: DOI:10.1364/CLEO_AT.2011.JTuI106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Nd2Fe14B nanoparticles under femtosecond laser ablation in liquid (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Yamamoto, Y. Shimotsuma, M. Sakakura, M. Nishi, K. Miura, K. Hirao and M. Sagawa
  • 雑誌名: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 巻: 18 ページ: 082011-1-4
  • DOI: DOI:10.1088/1757-899X/18/8/082011
  • 査読あり
• [雑誌論文] (3-mercaptopropyl)trimethoxysilane-derived porous gel monolith via thioacetal reaction-assisted sol-gel route (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Ito, M. Nishi, K. Kanamori, K. Nakanishi, T. Kurahashi, S. Matsubara, Y. Shimotsuma, K. Miura and K. Hirao
  • 雑誌名: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 巻: 18 ページ: 032003-1-4
  • DOI: DOI:10.1088/1757-899X/18/3/032003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sol-gel synthesis of Au-nanoparticle dispersed bicontinuous macroporous siloxane gel (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Hamada, M. Nishi, Y. Shimotsuma, K. Miura and K. Hirao
  • 雑誌名: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 巻: 18 ページ: 032002-1-4
  • DOI: DOI:10.1088/1757-899X/18/3/032002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiophotoluminescence from silver-doped phosphate glass (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Miyamoto, Y. Takei, H. Nanto, T. Kurobori, A. Konnai, T. Yanagida, A. Yoshikawa, Y. Shimotsuma, M. Sakakura, K. Miura, K. Hirao, Y. Nagashima and T. Yamamoto
  • 雑誌名: Radiation Measurements 巻: 46 ページ: 1480-1483
  • DOI: DOI:10.1016/j.radmeas.2011.05.048
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical properties of a waveguide written inside a LiTaO3 crystal by irradiation with focused femtosecond laser pulses (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Kumatoriya, M. Nakabayashi, M. Sakakura, Y. Shimotsuma, K. Miura, T. Fujiiand K. Hirao
  • 雑誌名: Opticsl Review 巻: 18 ページ: 166-170
  • DOI: DOI:10.1007/s10043-011-0017-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unexpected influence of focal depth on nucleation during femtosecond laser crystallization of glass (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Stone, M. Sakakura, Y. Shimotsuma, K. Miura, K. Hirao, V. Dierolf and H. Jain
  • 雑誌名: Optical Materials Express 巻: 1 ページ: 990-995
  • DOI: DOI:10.1364/OME.1.000990
  • 査読あり
• [雑誌論文] Manipulation of optical anisotropy in silica glass (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimotsuma, M. Sakakura and K. Miura
  • 雑誌名: Optical Materials Express 巻: 1 ページ: 803-815
  • DOI: DOI:10.1364/OME.1.000803
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation mechanism of element distribution in glass under femtosecond laser irradiation (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Shimizu, M. Sakakura, S. Kanehira, M. Nishi, Y. Shimotsuma, K. Hirao and K. Miura
  • 雑誌名: Optics Letters 巻: 36 ページ: 2161-2163
  • DOI: DOI:10.1364/OL.36.002161
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication and characterization of silicon antireflection structures for infrared rays using a femtosecond laser (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Imamoto, S. Kanehira, X. Wang, K. Kametani, M. Sakakura, Y. Shimotsuma, K. Miura and K. Hirao
  • 雑誌名: Optics Letters 巻: 36 ページ: 1176-1178
  • DOI: DOI:10.1364/OL.36.001176
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improved phase hologram design for generating symmetric light spots and its application for laser writing of waveguides (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Sakakura, T. Sawano, Y. Shimotsuma, K. Miura and K. Hirao
  • 雑誌名: Optics Letters 巻: 36 ページ: 1065-1067
  • DOI: DOI:10.1364/OL.36.001065
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photosensitivity control of an isotropic medium through polarization of light pulses with tilted intensity front (2011)
  • 著者名/発表者名: P. G. Kazansky, Y. Shimotsuma, M. Sakakura, M. Beresna, M. Gecevi?ius, Y. Svirko, S.Akturk, J. Qiu, K. Miura and K. Hirao
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 19 ページ: 20657-20664
  • DOI: DOI:10.1364/OE.19.020657
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of laser-induced stress waves and mechanism of structural changes inside rock-salt crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Sakakura, T. Tochio, M. Eida, Y. Shimotsuma, S. Kanehira, M. Nishi, K. Miuraand K. Hirao
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 19 ページ: 17780-17789
  • DOI: DOI:10.1364/OE.19.017780
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modification of long range order in germanate glass by ultrafast laser (2011)
  • 著者名/発表者名: X. Wang, M. Sakakura, Y. Liu, J. Qiu, Y. Shimotsuma, K. Hirao and K. Miura
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 巻: 511 ページ: 266-269
  • DOI: DOI:10.1016/j.cplett.2011.06.063
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal and shock induced modification inside a silica glass by focused femtosecond laser pulse (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Sakakura, M. Terazima, Y. Shimotsuma, K. Miura and K. Hirao
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 109 ページ: 023503-1-8
  • DOI: DOI:10.1063/1.3533431
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nano-periodic structure formation on titanium thin film with a Femtosecond laser (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Wu, Z. Wang, X. Wang, Y. Shimotsuma, M. Nishi, K. Miura and K. Hirao
  • 雑誌名: ournal of the Ceramic Society of Japan 巻: 119 ページ: 898-901
  • DOI: DOI:10.2109/jcersj2.119.898
  • 査読あり
• [雑誌論文] Space selective reduction of europium ions via SrF2 crystals induced by high repetition rate femtosecond laser (2011)
  • 著者名/発表者名: X. Wang, N. Wu, M. Shimizu, M. Sakakura, Y. Shimotsuma, K. Miura, S. Zhou, J. Qiuand K. Hirao
  • 雑誌名: ournal of the Ceramic Society of Japan 巻: 119 ページ: 939-941
  • DOI: DOI:10.2109/jcersj2.119.939
  • 査読あり
• [雑誌論文] Silicon precipitation via photoinduced reaction using femtosecond laser (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Nishimura, S. Kanehira, M. Sakakura, Y. Shimotsuma, K. Miura and K. Hirao
  • 雑誌名: Journal of Nanoscience and Nanotechnology 巻: 11 ページ: 10087-10092
  • DOI: DOI:10.1166/jnn.2011.4988
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intermetallic magnetic nanoparticle precipitation by femtosecond laser fragmentation in liquid (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Yamamoto, Y. Shimotsuma, M. Sakakura, M. Nishi, K. Miura and K. Hirao
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 27 ページ: 8359-8364
  • DOI: DOI:10.1021/la201211e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Micro-hole processing of polyimide film by ultra-short laser pulses and its applications (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Ohnishi, H. Shikata, M. Sakakura, Y. Shimotsuma, K. Miura and K. Hirao
  • 雑誌名: Applied Physics A 巻: 98 ページ: 123-127
  • DOI: DOI:10.1007/s00339-009-5450-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Space-selective phase separation inside a glass by controlling compositional distribution with femtosecond-laser irradiation (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Shimizu, K. Miura, M. Sakakura, M. Nishi, Y. Shimotsuma, S. Kanehira, T. Nakaya and K. Hirao
  • 雑誌名: Applied Physics A 巻: 100 ページ: 1001-1005
  • DOI: DOI:10.1007/s00339-010-5879-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective growth of gold nanoparticles on FIB-induced amorphous phase of Si substrate (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Matsuoka, M. Nishi, Y. Shimotsuma, K. Miura and K. Hirao
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 巻: 118 ページ: 575-578
  • DOI: DOI:10.2109/jcersj2.118.575
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photo-initiation of ZnO nanorod formation by femtosecond laser irradiation (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Wu, Y. Shimotsuma, M. Nishi, M. Sakakura, K. Miura and K. Hirao
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 巻: 118 ページ: 147-151
  • DOI: DOI:10.2109/jcersj2.118.147
  • 査読あり
• [雑誌論文] Emission mechanism of radiophotoluminescence in Ag- doped phosphate glass (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Miyamoto, T. Yamamoto, K. Kinoshita, S. Koyama, Y. Takei, H. Nanto, Y. Shimotsuma, M. Sakakura, K. Miura and K. Hirao
  • 雑誌名: Radiation Measurements 巻: 45 ページ: 546-549
  • DOI: DOI:10.1016/j.radmeas.2010.01.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Emission and excitation mechanism of radio- photoluminescence in Ag+-activated phosphate glass (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Miyamoto, K. Kinoshita, S. Koyama, Y. Takei, H. Nanto, T. Yamamoto, M. Sakakura, Y. Shimotsuma, K. Miura and K. Hirao
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 巻: 619 ページ: 71-74
  • DOI: DOI:10.1016/j.nima.2010.02.076
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of three-dimensional 1 × 4 splitter waveguides inside a glass substrate with spatially phase modulated laser beam (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Sakakura, T. Sawano, Y. Shimotsuma, K. Miura and K. Hirao
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 18 ページ: 12136-12143
  • DOI: DOI:10.1364/OE.18.012136
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ionizing radiation sensor utilizing radiophotoluminescence in Ag+-activated phosphate glass and itsapplication to environmental radiation monitorin (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Miyamoto, K. Kinoshita, H. Kobayashi, A. Fujiwara, S. Koyama, Y. Takei, H. Nanto, T. Yamamoto, T. Kurobori, K. Yanagida, A. Yoshikawa, M. Sakakura, Y. Shimotsuma, K. Miura and K. Hirao
  • 雑誌名: Sensors and Materials 巻: 22 ページ: 235-245
  • DOI: DOI:10.1007/s00339-010-5879-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrafast manipulation of self-assembled form birefringence in glass (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimotsuma, M. Sakakura, P. G. Kazansky, M. Beresna, J. Qiu, K. Miura and K. Hirao
  • 雑誌名: Advanced Materials 巻: 22 ページ: 4039-4043
  • DOI: DOI:10.1002/adma.201000921
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase control of iron silicides using femtosecond laser irradiation (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Kanehira, M. Sakakura, Y. Shimotsuma, M. Eida, K. Miura and K. Hirao
  • 雑誌名: Applied Physics A 巻: 101 ページ: 81-85
  • DOI: DOI:10.1007/s00339-010-5763-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Environmental radiation monitoring using solid state dosimeter (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Koyama, Y. Miyamoto, A. Fujiwara, H. Kobayashi, K. Ajisawa, H. Komori, Y. Takei, H. Nanto, T. Kurobori, H. Kakimoto, M. Sakakura, Y. Shimotsuma, K. Miura, K. Hirao and T. Yamamoto
  • 雑誌名: Sensors and Materials 巻: 22 ページ: 377-385
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanism of heat-modification inside a glass after irradiation with high-repetition rate femtosecond laser pulses (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Shimizu, M. Sakakura, M. Ohnishi, Y. Shimotsuma, T. Nakaya, K. Miura and K. Hirao
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 108 ページ: 073533-1-10
  • DOI: DOI:10.1063/1.3483238
  • 査読あり
• [雑誌論文] Elastic and thermal dynamics in femtosecond laser-induced structural change inside glasses studied by the transient lens method (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Sakakura, M. Terazima, Y. Shimotsuma, K. Miura and K. Hirao
  • 雑誌名: Laser Chemistry 巻: 2010 ページ: 148268-1-15
  • DOI: DOI:10.1155/2010/148268
  • 査読あり
• [学会発表] Avant-Garde femtosecond laser processing: From new phenomena to innovative devices (2012)
  • 著者名/発表者名: 下間 靖彦
  • 学会等名: レ 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.
  • 年月日: 2012-12-14
• [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 (2012)
  • 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
  • 年月日: 2012-10-12
• [学会発表] Nanostructuring under ultrashort pulse laser irradiation (2012)
  • 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, Russia
  • 年月日: 2012-08-20
• [学会発表] Optical anisotropy of self-assembled nanostructure in glass (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimotsuma
  • 学会等名: 2012 Advanced Photonics Congress
  • 発表場所: Colorado Springs, USA
  • 年月日: 2012-06-20
• [学会発表] Evolution of self-assembled nanostructure in glass (2012)
  • 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, USA
  • 年月日: 2012-06-15
• [学会発表] Evolution of structural defects in silica glass (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimotsuma
  • 学会等名: International Symposium on Optomechatronic Technologies
  • 発表場所: The Chinese University of Hong Kong, China
  • 年月日: 2011-11-02
• [学会発表] Manipulation of self-assembled nanostructure in glass (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimotsuma
  • 学会等名: International Quantum Electronics Conference / Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim
  • 発表場所: Sydney Convention and Exhibition Centre, Australia
  • 年月日: 2011-08-29
• [学会発表] Manipulation of form birefringence in isotropic material (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimotsuma, M. Sakakura, P. G. Kazansky, K. Miura and K. Hirao
  • 学会等名: CLEO/QELS 2010
  • 発表場所: San Jose McEnery Convention Center, USA
  • 年月日: 2010-05-17
• [図書] ナノファイバー実用化技術と用途展開の最前線 (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
• [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
• [図書] セラミックス機能化ハンドブック (2011)
  • 著者名/発表者名: 三浦清貴、下間靖彦、坂倉政明、平尾一之
  • 総ページ数: 593
  • 出版者: エヌ・ティーエス
• [図書] Nanowires -Fundamental Research- (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimotsuma, K. Miura, K. Hirao
  • 総ページ数: 552
  • 出版者: InTech