ガラス固体中における金属球の導入およびマニュピレーション

点击翻译按钮获取中文摘要

2020年度は、 (1)高速移動のメカニズムの解明、(2)導入メカニズムの解明、(3)光学的高機能ガラスの試作のうち、(2)および(3)の2項目について研究を遂行した以下のような進展があった。(2)に関しては、昨年度に引き続き、(2-1)安定的な金属球の導入方法の改良、(2-2) 3軸ステージを利用した金属球の自動導入方法の確立、(2-3)導入される金属球の直径の制御の3つのテーマを遂行した。(2-1)については、従来よりも高い確率で金属を導入できる方法を開発した。(2-2)については、(2-1)においてレーザを照射する位置やスキャンする速度を制御して、(2-1)で開発した方法の高い再現性を確立した。(2-3)については、導入する位置のばらつきや観察対象がカメラの焦点から外れる課題を解決したうえで、レーザのスポット径、出力、スキャン速度に対する導入される金属球の直径の関係を示した。金属球の導入には、適したレーザのスポット径、出力、スキャン速度が存在することを示した。(3)に関しては、(3-1)ガラス内に拡散するAuコロイド径制御、(3-2)ネオジムのガラス内部への導入検討の2つのテーマを遂行した。(3-1)については、昨年度までの研究ではAuのホウ珪酸ガラスや無アルカリガラス内への導入の再現性に問題があった。そのため、重金属の酸化物を多量に含有するリン酸塩ガラスに注目して、リン酸塩ガラスへのAuの導入に成功した。同様に、Agも導入が可能であった。(3-2)については Ndのリン酸塩ガラスへの導入を試みたが金属球として導入ができなかった。(3)光学的高機能ガラスの試作を実現には、(3-1)で導入したAuやAgの粒子径の制御や光学特性の評価、Ndが導入できるガラスの選定もしくはガラス内部に金属球として導入可能であり光増幅効果を期待できる元素の模索が求められる。