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2012 Fiscal Year Annual Research Report

光誘起プラズマによる三次元ナノ加工技術の開発

Research Project

Project/Area Number 22350093
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

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

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywords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
Research Abstract

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。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (16 results)

All 2012 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 3 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Control of element distribution in glass with femtosecond laser2012

    • Author(s)
      M. Shimizu, M. Sakakura, M. Nishi, Y. Shimotsuma, K. Hirao and K. Miura
    • Journal Title

      Proceedings of SPIE

      Volume: 8244 Pages: 82440O-1-6

    • DOI

      DOI:10.1117/12.906644

  • [Journal Article] Control of material properties by parallel laser irradiations at multiple laser spots using a spatial light modulator2012

    • Author(s)
      M. Sakakura, T. Tochio, M. Shimizu, N. Yasuda, M. Ohnishi, K. Miura, Y. Shimotsuma and K. Hirao
    • Journal Title

      Proceedings of SPIE

      Volume: 8243 Pages: 824310-1-8

    • DOI

      DOI:10.1117/12.912752

  • [Journal Article] Fabrication of photo-induced microstructure embedded inside ZnO crystal2012

    • Author(s)
      Y. Ishikawa, Y. Shimotsuma, A. Kaneta, M. Sakakura, M. Nishi, K. Miura, K. Hirao and Y. Kawakami
    • Journal Title

      Proceedings of SPIE

      Volume: 8243 Pages: 82430N-1-7

    • DOI

      DOI:10.1117/12.908190

  • [Journal Article] Laser-induced transient stress distribution inside a single crystal by time-resolved birefringence imaging2012

    • Author(s)
      T. Tochio, M. Sakakura, S. Kanehira, Y. Shimotsuma, K. Miura and K. Hirao
    • Journal Title

      Proceedings of SPIE

      Volume: 8243 Pages: 82430E-1-8

    • DOI

      DOI:10.1117/12.908186

  • [Journal Article] Homogeneous and elongation-free 3D microfabrication by a femtosecond laser pulse and hologram2012

    • Author(s)
      M. Yamaji, H. Kawashima, J. Suzuki, S. Tanaka, M. Shimizu, K. Hirao, Y. Shimotsuma and K. Miura
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics

      Volume: 111 Pages: 083107-1-7

    • DOI

      DOI:10.1063/1.4705286

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Localized control of light-matter interactions by using nanoscale asymmetric TiO22012

    • Author(s)
      S. Zhou, T. Matsuoka, Y. Shimotsuma, M. Sakakura, M. Nishi, Z. Hong, J. Qiu, K. Hirao and K. Miura
    • Journal Title

      Nanotechnology

      Volume: 23 Pages: 465704-1-6

    • DOI

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

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Transient stress imaging after irradiation with a focused femtosecond laser pulse inside a single crystal2012

    • Author(s)
      T. Tochio, M. Sakakura, Y. Shimotsuma, M. Nishi, K. Hirao and K. Miura
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 51 Pages: 126602-1-6

    • DOI

      DOI:10.1143/JJAP.51.126602

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Plasmonically enhanced Faraday effect in metal and ferrite nanoparticles composite precipitated inside glass2012

    • Author(s)
      S. Nakashima, K. Sugioka, K. Tanaka, M. Shimizu, Y. Shimotsuma, K. Miura, K. Midorikawa and K. Mukai
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 20 Pages: 28191-28199

    • DOI

      DOI:10.1364/OE.20.028191

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evolution of Self-assembled Nanostructure in Glass2012

    • Author(s)
      Y. Shimotsuma, T. Asai, K. Miura, K. Hirao and P. G. Kazansky
    • Journal Title

      Journal of laser micro/nanoengineering

      Volume: 7 Pages: 339-344

    • DOI

      10.2961/jlmn.2012.03.0019

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Evolution of self-assembled nanostructure in glass

    • Author(s)
      Y. Shimotsuma
    • Organizer
      The 13th International Symposium on Laser Precision Microfabrication
    • Place of Presentation
      The Catholic University of America
  • [Presentation] Optical anisotropy of self-assembled nanostructure in glass

    • Author(s)
      Y. Shimotsuma
    • Organizer
      2012 Advanced Photonics Congress
    • Place of Presentation
      Colorado Springs
    • Invited
  • [Presentation] Nanostructuring under ultrashort pulse laser irradiation

    • Author(s)
      Y. Shimotsuma
    • Organizer
      Progress In Electromagnetics Research Symposium
    • Place of Presentation
      Moscow State Institute of Radio Engineering, Electronics and Automation
  • [Presentation] 超短パルスレーザーを利用したナノ物質創成の新展開

    • Author(s)
      下間靖彦
    • Organizer
      ナノファイバー学会第3回年次大会
    • Place of Presentation
      東北大学金属材料研究所
    • Invited
  • [Presentation] Avant-Garde femtosecond laser processing: From new phenomena to innovative devices

    • Author(s)
      下間靖彦
    • Organizer
      レーザー加工学会
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松コングレスセンター
    • Invited
  • [Book] 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

    • Author(s)
      下間靖彦
    • Total Pages
      238-250
    • Publisher
      情報機構
  • [Book] 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

    • Author(s)
      下間靖彦
    • Total Pages
      182-200
    • Publisher
      シーエムシー出版

URL: 

Published: 2014-07-24  

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