レーザプロセッシングレーザプロセッシング− 43 −キーワードキーワード連絡先メールアドレス連絡先メールアドレスキーワードキーワード連絡先メールアドレス連絡先メールアドレス［応用分野］［応用分野］東海大学 理学部 物理学科 教授［応用分野］［応用分野］東京工業大学 工学院・機械系 准教授AF-2018218-B3一般研究開発助成AF-2018219-B3一般研究開発助成レーザー加工モニタリング光音響，超音波，光熱変換shigeru@keyaki.cc.u-tokai.ac.jpレーザ加工，積層造形LIFT，転写実験，２温度モデル，高速度可視化fushinobu.k.aa@m.titech.ac.jp山口 滋伏信 一慶筆者らは、最近研究が活発に行われている光熱変換を基礎原理に用いて遠隔に音響場を常時検知できる装置の研究開発を行った。光熱変換法では、一般的に2光束の干渉計型の先行研究が多く行われている。本研究では、調整が容易な1光束での干渉を行って、光学式ピックアップ光音響プローブのダイナミックレンジ測定を試みた。具体的には、μPaから〜Paまでの音圧が測定できるかの検証を行なった。音響周波数は、kHzから約30kHzの領域で音圧測定の確認を行い、良好な線形出力を検証した。将来的に加工場の音響をダイナミックレンジ広くピックアップして良好なレーザ加工時の信号と異常時の音響を遠隔マイクロホンとして弁別できるような装置への展開が可能である。回折限界以下の線幅での金属細線LIFT（レーザ誘起前方転写）を実現できた。波長1035nm、パルス幅250fsのフェムト秒レーザをビームシェイピングによりAiry beamに変換することでビーム直径1.3µm（FWHM）を得ている。これによる背面照射でガラス基板上のAu薄膜をターゲット基板に転写し、線幅概ね300nm程度の構造を形成できることを示した。現象理解のため、照射時の試料温度上昇の挙動を明らかにするとともに、高速度カメラによる可視化観察でLIFT確率のレーザフルエンス依存性やLIFT閾値、転写時の飛翔挙動を明らかにした。また電子・格子の２温度モデルを用いた伝熱解析を行い、飛翔時の物質の相変化挙動が理論的にも検証されるとともに、電子のバリスティック輸送考慮によりAu膜全域の均等な加熱に伴う除去が理解できた。新たなレーザ援用微細積層造形技術として今後の展開が期待できる。レーザー加工場に適用可能な遠隔・簡易光学式異常音響検知装置の研究開発ビームシェイピングと熱流動挙動解明に基づく 回折限界以下のLIFT金属細線パターニング
元のページ ../index.html#45