透明材料のレーザーアブレーションによる中空導波路及び高機能光デバイスの作製

中空導波路を用いた高機能光デバイスとして、非共鳴型光導波(Antiresonant Guided Optical Waveguide(ARGOW))を利用した高感度屈折率計の作製を目標として、ARGOWによる導波光を測定可能な光学測定系の構築を試みた。この導波形態を利用することで、石英ガラス表面に特に光学反射層を作製することなく光を導波し、その導波状態に基づいて中空構造内部の屈折率を高感度に検出することが可能になる。昨年度にモデル構造に対する検討により得られた知見に基づいて、幅1mm深さ45μmの溝をLIBWE法で作製してマイクロ流体デバイス化した後、ARGOW導波光による流通液体の屈折率検出に成功した。導波光にはグリーンHeNeレーザーを用い、検出にはリニアアレイセンサを利用した。ARGOW導波ではいくつかの導波モードが生成するが、そのうちの1つの導波モードに着目した場合、導波光強度は屈折率に対して線形な変化を示すことが明らかになった。2液混合比をプログラムにより制御した液体を流通した場合のなめらかな屈折率変化のモニタリングを実現できた。また、蛍光色素を含む溶液を流通した場合には、入射角の変化に対する急峻な蛍光強度変化より、臨界角を高いS/N比で検出可能であることが明らかになった。また、この実験を通じて、シグナルを検出しているのはマイクロ流路を流通する液体の約150ナノリットルの部分であることが明らかになった。以上の取り組みにより、LIBWE法により作製した中空構造内部を流通する媒体について、ARGOW光を利用した検出を行うことでマイクロ流路中の微少量の液体の屈折率変化をオンラインでモニタリング可能なシステムを構築し、その動作を実証することが出来た。

中空導波路を用いた高機能光デバイスとして、非共鳴型光導波(Antiresonant Guided Optical Waveguide(ARGOW))を利用した高感度屈折率計の作製を目標として、ARGOWによる導波光を測定可能な光学測定系の構築を試みた。この導波形態を利用することで、石英ガラス表面に特に光学反射層を作製することなく光を導波し、その導波状態に基づいて中空構造内部の屈折率を高感度に検出することが可能になる。昨年度にモデル構造に対する検討により得られた知見に基づいて、幅1mm深さ45μmの溝をLIBWE法で作製してマイクロ流体デバイス化した後、ARGOW導波光による流通液体の屈折率検出に成功した。導波光にはグリーンHeNeレーザーを用い、検出にはリニアアレイセンサを利用した。ARGOW導波ではいくつかの導波モードが生成するが、そのうちの1つの導波モードに着目した場合、導波光強度は屈折率に対して線形な変化を示すことが明らかになった。2液混合比をプログラムにより制御した液体を流通した場合のなめらかな屈折率変化のモニタリングを実現できた。また、蛍光色素を含む溶液を流通した場合には、入射角の変化に対する急峻な蛍光強度変化より、臨界角を高いS/N比で検出可能であることが明らかになった。また、この実験を通じて、シグナルを検出しているのはマイクロ流路を流通する液体の約150ナノリットルの部分であることが明らかになった。以上の取り組みにより、LIBWE法により作製した中空構造内部を流通する媒体について、ARGOW光を利用した検出を行うことでマイクロ流路中の微少量の液体の屈折率変化をオンラインでモニタリング可能なシステムを構築し、その動作を実証することが出来た。