2005 Fiscal Year Annual Research Report
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17206067
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
平尾 一之 京都大学, 工学研究科, 教授 (90127126)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
下間 靖彦 京都大学, 工学研究科, 研究員 (40378807)
米崎 功記 山梨大学, 医学工学研究部, 助手 (20377592)
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| Keywords | フェムト秒レーザー / ガラス / ナノ構造 / 偏光 / 干渉 / プラズマ |
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| Research Abstract |
フェムト秒レーザーのシングルビームを石英ガラス(SiO_2)に照射し、レーザー光の偏光方向に依存したナノ周期構造を形成した。ナノ周期構造の形成メカニズムはレーザー光と焦点付近で発生したプラズマ電子波の干渉によるものと実験、理論の両方から検証した。さらにナノ周期構造は酸素欠陥が自己組織的に偏光方向に垂直な方向に形成されることを明らかにした。石英ガラス内部にナノ周期構造を形成した後、レーザーの伝搬方向に平行平面から研磨を行い、電界放射型走査電子顕微鏡(FE-SEM)を用いてナノ周期構造を三次元的に評価した。レーザー光の偏光を円、直線(垂直、水平)に変え、焦点をx-y平面内でスキャンし、形成された誘起構造を研磨、フッ酸によるウェットエッチングを行った断面についてFE-SEMを用いて観察し、レーザーの伝搬方向にも三次元的なナノ周期構造が形成されることを明らかにした。なお偏光に依存したナノ周期構造はレーザー光の焦点内部に三次元的に形成されることを明らかにした。レーザーの伝搬方向に形成されたナノ周期構造の周期間隔は石英ガラス中のレーザー光の波長(800nm/1.45=550nm)にほぼ一致し、それぞれ2つのレーザー光とプラズマ電子波の計4つ波数ベクトルによりレーザー光の伝搬方向にもナノ周期構造が形成されたものと考えられた。また高NAレンズにより形成される偏光依存ナノ周期構造は焦点の前後約15μmに形成した。高NAレンズの場合、フィラメンテーション領域にはナノ周期構造は形成されないが、フィラメンテーションが顕著に起こる低倍レンズの場合、チャープの影響により、スパイラル状にナノ周期構造が形成されると考えられる。
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