マイクロファクトリーのためのナノ部品マニピュレートシステムの開発

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本研究では,微小な部品の高速な運搬・姿勢制御のために,レーザ光を利用したマニピュレーションを提案しており,装置開発とその評価を目的としている.前年度は,レーザマニピュレーションシステムの中核である,マイクロレンズの作製と評価を主として行った.Er : YAGレーザ照射によって誘起されるプラスチック基板の熱変形を利用して作製した球面レンズの表面から内部にわたっての硬度測定を行い,硬度分布は一定で熱変形の影響を受けておらず,有効な集光効果を規定できることを確かめた.また,レンズの形状を測定して焦点距離,開口数(NA)を理論的に求めると共に,可視レーザ光を入射,集光させた像を観察することで実験的にも確かめた.開口数は大きいほど光圧が高く,微小部品の保持力が大きくなるので,雰囲気流体の粘性の影響が大きいマイクロファクトリーにおいては重要であるが,今回作製したレンズの開口数はNA=0.45とレーザマニピュレーションに利用できると考えられる.この成果は本年度に研究論文としてまとめ,学術雑誌に発表した.本年度は,レーザトラッピングコンベアにおけるナノ部品搬送路となる異形状レンズ作製と評価を主として行った.安定した部品搬送を可能とするレンズ形状の作製条件についての調査は,直線状搬送路および円環状搬送路について行い,一定の知見を得た.作製した搬送路を用いて得られる収束光エネルギー分布について検討するため,収束レーザ光パターンを高平坦度の基板上へ描画した結果からは,偏分布傾向が観察され,現段階では搬送路として十分な性能が得られてはおらず,搬送路作製条件の更なる検討が必要と考えられた.