レーザー集光照射結晶化プロセスの空間温度プロファイル計測と機構解明

激光聚焦辐照结晶过程的空间温度分布测量和机理阐明

基本信息

  • 批准号:
    17760540
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.24万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
  • 财政年份:
    2005
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2005 至 2006
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

研究初年度において構築を完了した顕微分光学的手法による光学系を利用し、レーザー集光照射加熱法による局所的結晶化プロセスにおけるレーザー照射位置近傍の温度プロファイルおよび温度変化に関する計測を実施した。また、有限要素法に基づく伝熱モデルを改良し、計測結果に基づく温度プロファイルとの比較を行い、計測手法および伝熱モデルの相互検証から双方の妥当性に関する情報を得た。各々の概要は以下の通りである。半導体レーザー(波長808nm、最大出力1.20W)を熱源用レーザーとし、この波長域に吸収帯を有し熱源となるDr^<3+>イオンおよび蛍光スペクトルが温度指標となるEr^<3+>イオンをビスマスホウ酸系ガラス組成に対してそれぞれ9mol%、1mol%添加することによりモデル試料とした。Arイオンレーザー(波長488nm)励起による顕微蛍光スペクトル測定で蛍光帯のブランチ比を指標として、照射裏面の温度分布およびその経時変化を計測した。局所温度計測にあたり、顕微鏡用ホットステージを用いた試料全体加熱時の蛍光スペクトルを参照して温度を決定した。加熱点の最高到達温度はレーザー照射エネルギーおよび照射時間に依存し、ガラス転移温度、軟化温度、結晶化温度に達することを示し、従来提案の本プロセスにおける照射痕形成モデルを支持した。一方、有限要素法を用いた伝熱モデル計算では、上記のビスマスホウ酸系ガラスにおける熱物性値とエネルギー消失に関するより現実的モデル化への改良を加えた結果、最高到達温度および流動変形領域(軟化温度境界内部に相当)に関して実測に矛盾しない温度プロファイルを再現した。不連続境界の移動モデルの導入、高温物性値の考慮により、さらに現実的モデルとして高度化が期待されることが示唆された。
At the beginning of the study, the method of differential optics was established, and the optical system was used to measure the temperature near the irradiation position. The finite element method is used to improve the basic heat transfer property, compare the measurement results, measure the method, and mutually verify the heat transfer property. The following is a summary of each of the following. Semiconductor (wavelength 808nm, maximum output 1.20 W) for heat source absorption band, wavelength range for heat source band, wavelength range for heat source band, wavelength range Argon radiation (wavelength 488nm) excitation, micro-luminescence, measurement of luminescence band ratio index, temperature distribution in irradiation, and time-varying measurement The temperature of the sample is determined by the reference temperature when the sample is heated. The maximum reaching temperature of the heating point depends on the irradiation time, the transition temperature, the softening temperature, and the crystallization temperature. The finite element method is used to calculate the thermal properties of the acid system. The thermal properties of the acid system are determined by the thermal properties of the acid system. In addition, the introduction of the mobile phase, the consideration of high temperature physical properties, and the improvement of the current situation are expected.

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Writing of two dimensional crystal curved lines in Sm_2O_3-Bi_2O_3-B_2O_3 glass by samarium atom heat processing
钐原子热处理在Sm_2O_3-Bi_2O_3-B_2O_3玻璃中写入二维晶体曲线
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    AOKI Kaoru;DATE Yusuke;TANAKA Daiki;ODA Kohei;R.Ihara
  • 通讯作者:
    R.Ihara
Fabrication of optical waveguide in glass by laser-induced crystallization
通过激光诱导结晶制造玻璃光波导
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    R.Ihara;Y.Benino;T.Fujiwara;T.Komatsu
  • 通讯作者:
    T.Komatsu
Development of new crystallized glasses with nanocrystals and nonlinear optical properties
开发具有纳米晶体和非线性光学特性的新型结晶玻璃
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    T.Takei;Y.Yonesaki;N.kumada;N.Kinomura;Seishi Goto et al.;Y.Benino et al.
  • 通讯作者:
    Y.Benino et al.
光非線形材料への展開
光学非线性材料的发展
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    T.Takei;Y.Yonesaki;N.kumada;N.Kinomura;Seishi Goto et al.;Y.Benino et al.;R.Ihara et al.;紅野安彦 ら
  • 通讯作者:
    紅野安彦 ら
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    $ 2.24万
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    2016
  • 资助金额:
    $ 2.24万
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    $ 2.24万
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