− 44 −レーザプロセッシングレーザプロセッシングキーワード連絡先メールアドレスキーワード連絡先メールアドレス［応用分野］奈良県立医科大学 医学部 整形外科学教室 博士研究員［応用分野］大阪大学 レーザー科学研究所 助教AF-2016209一般研究開発助成AF-2016210一般研究開発助成レーザー加工，医療デバイス炭酸ガスレーザー，医療用材料，アパタイトfurukawa_akira@naramed-u.ac.jpレーザー加工高出力紫外レーザー，ピコ秒レーザー，高速スイッチング，コヒーレント結合tsubaki@ile.osaka-u.ac.jp古川 彰椿本 孝治炭酸ガスレーザーによる医療用材料表面への機能性アパタイトの溶着加工超高速微細加工に適した高出力紫外レーザーパルスの発生・スイッチング技術の開発整形外科領域のインプラントとして人工骨および人工靱帯に対して、ストロンチウムアパタイト微粒子をコーティングし、さらに表面を炭酸ガスレーザー照射加熱することでアパタイトを表面に固定化することに成功した。ストロンチウムアパタイト中にさらに亜鉛やケイ酸イオンをドープし、これらから溶出するイオン濃度を測定した。ストロンチウム、亜鉛イオンおよびケイ酸イオンは骨形成促進作用が期待され、インプラント表面に形成したアパタイト層からの徐放性を評価した。人工骨表面に各種ストロンチウムアパタイトを固定化し、これら表面においてラット骨髄間葉系幹細胞の培養を行ったところ、ストロンチウムと亜鉛の組み合わせで骨形成促進作用が若干ながら認められた。さらにラット背部に皮下移植して4週間後に新生骨の形成を認めたが、比較人工骨に対する有意差を認めなかった。レーザーの高出力化、高繰り返し化とともに、安定で高速なレーザーパルス列整形技術の実現が切望されている。本研究では、高出力高繰り返し紫外パルスレーザーに対して適用可能な高速スイッチング技術の確立を目的とし、コヒーレントビーム結合を利用した方法を試みた。ピコ秒パルス発生のために、半値全幅200psの電気信号を発生させる回路を設計し、連続発振半導体レーザーとLN振幅変調器により、150psのパルスを発生さえることに成功した。これを種光として、ファイバーレーザーによる増幅を行い、基本波出力60W、パルス幅150ps、繰り返し5MHzのレーザー光を3倍高調波に変換することで、20Wの紫外パルスレーザーを発生させるとともに、On/OFFのSN比800:1、切り出し時の立上がり、立下り時間のない高速スイッチングを実現した。本技術は、高出力高繰り返しパルスレーザーでの新たなスイッチング法として期待できる。
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