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エキシマレーザー照射時の高分子材料の表面温度予測手法の開発

准分子激光辐照期间聚合物材料表面温度预测方法的发展

基本信息

批准号：
09750219
负责人：
伏信一慶
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

高分子材料の微細加工技術として注目されるエキシマレーザー加工における加工メカニズムの検討のためには、加工面付近の温度上昇を予測、計測することが必要となる。エキシマレーザーはパルス幅数十ns程度の短パルスレーザーであるため、熱電対等を用いる従来の手法では温度上昇の正確な計測は不可能であり、表面温度の計測法は確立されていない。本研究では光学的な手法を用いた加工面付近の温度上昇予測手法を開発するとともに、エキシマレーザー照射時の高分子材料内温度上昇予測用の数値計算コードを開発しこれらの組み合わせにより加工面付近の温度上昇の予測手法を確立することを目的としている。第2年度の今年は、昨年度構築した光学系に基づく計測ならびに数値計算コードの開発を行った。計測ではポリエチレンを用いたが、計測用のHe-Neレーザー光の反射率の温度依存性から、表面温度計測の可能性が示された。また数値計算では、試料の溶融、蒸発過程を考慮し、試料のアブレーションに伴う遮光効果を含んだ計算コードの開発を行った。数値計算コードには幾つかのパラメータが含まれるため、これらは加工深さの実験結果との比較で補正を行った。実験結果との比較により、波長248nmのKrFレーザーを照射した場合については今回開発した熱的なモデルで現象をよく再現できることが明らかになった。

While the micro-processing technology of polymer materials has attracted much attention, it is necessary to predict and measure the temperature rise near the processing surface during the evaluation of the processing equipment. The measurement method of the temperature rise is impossible to establish. In this study, the method for predicting the temperature rise near the processing surface was developed and established. In the 2nd year, the optical system was constructed, and the basic measurement and numerical calculation were carried out. The temperature dependence of reflectance of He-Ne laser for measurement and the possibility of surface temperature measurement are shown. The calculation of the number of samples, the melting and evaporation process of the sample, the loss of the sample, and the development of the calculation of the shading effect The calculation of the number of values is based on the comparison of the results of the processing and the correction. The results of this comparison show that KrF radiation at a wavelength of 248nm can be used to detect and reproduce the phenomenon of thermal radiation.