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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

利用瞬态透明度对陶瓷进行超高速精密飞秒激光加工

基本信息

批准号：
21K18667
负责人：
伊藤佑介
金额：
$ 4.16万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

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．

The material is excellent in mechanical, electrical and thermal properties, and the main components of electronic and optical machines are used. In order to improve the machine's high functionality and low quality, it is necessary to establish the requirements for the fine machining of high energy and precision application technology of high quality materials. Therefore, it is extremely difficult to process high quality materials due to their hardness and brittleness. The micromachining technology of hard and brittle materials has attracted much attention, and the problem of precision machining and machining efficiency exists. In 2018, the "transitional selection and processing method" was demonstrated. This technology is applicable to both transparent materials and opaque materials. This research aims to develop the technology of instantaneous transparency in the processing of opaque materials, and to expand the application range of "transitional selective processing method" for ultra-high speed precision micromachining of opaque materials. This year, the phenomenon of light scattering in the interior of the material, light scattering in the material, light scattering in the interior of the material, light scattering in the The result is that the interior of the material is excited and the field is observed. In this case, the excitation field is irradiated with light, and the preparation of the machining method for the transition selection is carried out.