AF-2020214-B2一般研究開発助成AF-2020216-B2一般研究開発助成医療デバイス，微小磁場測定，自動運転ダイアモンドNVセンター，縦型光導波路，高空間分解能noriko.kurose@riken.jpレーザー加工，樹脂溶着，医療デバイス，外科治療中赤外線レーザ, レーザ樹脂溶着，透明樹脂，印加圧力, プロファイル制御s.okihara@gpi.ac.jp京都大学化学研究所 環境物質化学研究系 特定研究員光産業創成大学院大学 光産業創成研究科 光産業創成専攻 准教授黒瀬 範子沖原 伸一朗− 38 −レーザプロセッシングレーザプロセッシングウェアラブル脳磁計開発のためのレーザー誘起ダイアモンドNVセンター作成法の開発レーザ透明樹脂溶着の印加圧力とビームプロファイル制御による品質・強度向上研究神経細胞の軸索から発生する微小磁場をその場観測によって測定できれば神経の位置と伝達状態が記録でき、神経自体の伝達状態が測定可能となる。その為の条件は１．ピコテスラの微弱磁場を常温で測定できること、２．空間分解能が細胞の大きさ以下であること、３．その場観測が可能であることなどである。我々は、超電導量子干渉素子と同等の感度を持つダイアモンドNVセンターを用いた微小磁場測定素子の開発の為に、fsレーザーをダイアモンドに照射してNVセンターの数を増加させる改質を行い、HPHTダイアモンドで100倍、CVDダイアモンドで7倍に増加させることに成功した。加えてfsレーザーの加工を行いダイアモンドに「縦型導波路」を作製し、縦型導波路内で緑色レーザー励起によるNVセンターからの赤色発光が集光し、強度が増加することを実証した。その縦型導波路の大きさは、神経細胞の大きさよりも小さい15µmであり、神経をその場観測できるサイズである。レーザ波長1.5〜3µｍ帯域における中赤外線領域レーザ光源の高出力化・低価格化が進んでいる。これにより従来困難であった透明樹脂等の溶着が容易となり、従来から接着剤や超音波などを用いた接着加工からの代替が進み始めている。本研究では、３種類の近赤外・中赤外線領域のレーザ波長（1470、1970、1070nm）を用いて、印加圧力特性と溶着特性（品質・強度）について因果関係を調査するための実証研究を行った。従来からの課題である表面抑えフリー照射における膨れ問題を解決すべくレーザビームプロファイル形状制御の検討を行い、これに基づいたビーム整形のための光学系を構築し、これを用いて膨れの大幅な改善とともに溶着特性（強度・品質）を評価した。適正な試験を実施するために、印加圧力、サンプル選択、波長検討等の基礎データ取得・実験を行った。
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