過渡的透明化によるセラミクスの超高速精密フェムト秒レーザ加工

点击翻译按钮获取中文摘要

セラミック材料は，優れた機械的，電気的，熱的特性を有することから，電子機器，光学機器等の主要部品として活用されている．これらの機器の更なる高機能化，低価格化のためには，セラミック材料の微細加工を高能率かつ精密に施す技術の確立が要求されるが，その硬脆性故にセラミック材料の加工は困難を極める．硬脆材料に対する微細加工技術としてフェムト秒レーザが注目されているが，精密加工と加工能率に課題が存在する．上記の2点の課題を同時に解決する手法として，2018年に「過渡選択的レーザ加工法」が実証された．しかしながら本技術の適用対象は，その原理上，透明材料に限定され，不透明であるセラミック材料には適用できない．そこで本研究では，不透明材料を加工中に瞬間的に透明化する技術を開発することで「過渡選択的レーザ加工法」の適用範囲を拡張し，セラミック材料の超高速精密微細加工を実現することを目的とする．本年度は，セラミック材料内部の粒界における光散乱に着目し，プローブ光を内部に集光した際の散乱光を捉えることで，フェムト秒レーザ照射下の現象を，ピコ秒～ミリ秒に至る超高速かつ極めて広い時間領域で写し出した．その結果，材料内部において，電子の励起された領域を観察可能であることを示した．また，この励起領域に対して光を照射し，ジルコニアセラミクスへの過渡選択的レーザ加工法の予備的実験を実施することで，加工が可能であることを実証した．