干渉したフェムト秒レーザーのレーザーアブレーションを用いた2次元周期構造の作製

使用干涉飞秒激光器的激光烧蚀制造二维周期性结构

• 批准号: 13750048
• 负责人: 中田 芳樹
• 金额: $ 0.32万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750048/
• 关键词: フェムト秒レーザー加工; 回折格子; 干渉; レーザーアブレーション; 周期構造; ナノワイヤー; マイクロ加工; 内部加工; ナノテクノロジー; フォトニック結晶; 微細加工; フェムト秒レーザー

本研究者が提案している「新方式のレーザー干渉装置を用いたフェムト秒レーザーアブレーション加工」について、以下の研究・開発を行った。1.透過型回折格子及びイメージング光学系を用いた広範囲に渡るフェムト秒レーザー干渉装置の開発2.2光束干渉を用いたグレーティング構造の作製3.4光束干渉を用いたマトリクス構造の作製1.について、構成した装置を用いて実際に加工を行う事によって、2002年度末において世界最長となる6mmの周期ドット構造をシングルショットで加工することに成功した。本装置は回折格子を選択することで、多光束干渉一般に応用することが出来る。さらに、試料内部に集光することで内部加工に成功した。材料には、金薄膜、合成石英、サファイア、ポリスチレン、アクリル、スライドガラス等を用い、それらの加工に成功した。2.について、1.で開発した装置に試料スキャン装置を組み合わせることで、任意の間隔を持つ周期ドット構造及びグレーティング構造を作製した。これらは透過・反射型回折格子として動作し、周期が縦・横方向共に均一であることが証明された。また、フルエンスを減少させることで、幅約380nm、深さ約11nmの溝の作製に成功した。3.について、1.の装置を4光束干渉型に拡張することにより、シングルショットでマトリクス穴構造を作製することに成功した。ここで、縮小光学系を用いることで、ドット間隔1.7μm、穴径800nmの構造を作製することに成功した。

This researcher proposed to conduct the research and development of "New Methods of Manufacturing and Processing" 1. The optical system of transmission type folding lattice and transmission type folding lattice is used for the development of optical devices. 2.2 The optical beam is used for the construction of optical devices. 3.4 The optical beam is used for the construction of optical devices. 1. The optical system is used for the construction of optical devices. 2. The optical beam is used for the construction of optical devices. At the end of 2002, the world's longest cycle of 6mm was successfully processed. This device can be used in general for multi-beam interference because it can select folding grids. The internal light collection of the sample was successfully processed. Material, gold film, synthetic quartz, etc. are successfully processed. 2. Open the device, sample the device, assemble the device, and control the periodic structure and the periodic structure at any interval. The transmission and reflection patterns are uniform and periodic. The channel was successfully manufactured with an amplitude of about 380nm and a depth of about 11 nm. The device in 3. and 1. can be expanded in a 4-beam dry mode, and the structure of the connector hole in the connector is successfully manufactured. The structure of the compact optical system was successfully manufactured with a distance of 1.7μm and a hole diameter of 800nm.

项目成果

Y.Nakata, T.Okada, M.Maeda: "Formation of Periodic Structure Inside Silica Glase and Acryl by Interfering Femtosecond Laser"Japanese Journal of Applied Physics. 42巻4A号(未定). (2003)

Y.Nakata、T.Okada、M.Maeda：“通过干涉飞秒激光在二氧化硅玻璃和丙烯酸中形成周期性结构”，《日本应用物理学杂志》第 42 卷，第 4A 期（待定）。

Y.Nakata, T.Okada, M.Maeda: "Fabrication of dot matrix, comb, and nanowire structures using laser ablation by interfered femtosecond laser beams"Applied Physics Letters. 81巻22号. 4239-4241 (2002)

Y.Nakata、T.Okada、M.Maeda：“利用干涉飞秒激光束进行激光烧蚀制造点阵、梳状结构和纳米线结构”《应用物理快报》第 81 卷，第 22 期。4239-4241 (2002)

Y.Nakata, T.Okada, M.Maeda: "Fabrication of micro and cyclic structure by using diffractive optics and femtosecond laser"Proc.SPIE. 4830. 488-491 (2003)

Y.Nakata、T.Okada、M.Maeda：“利用衍射光学和飞秒激光制造微观和循环结构”Proc.SPIE。

Y.Nakata, T.Okada, M.Maeda: "Holographic fabrication of micron structures using interfered femtosecond laser beams split by diffractive optics"Proc.SPIE. 4977(未定). (2003)

Y.Nakata、T.Okada、M.Maeda：“使用衍射光学分裂的干涉飞秒激光束进行微米结构的全息制造”Proc.SPIE 4977（TBD）。