干渉したフェムト秒レーザーのレーザーアブレーションを用いた2次元周期構造の作製

使用干涉飞秒激光器的激光烧蚀制造二维周期性结构

基本信息

批准号：
13750048
负责人：
中田芳樹
金额：
$ 0.32万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究者が提案している「新方式のレーザー干渉装置を用いたフェムト秒レーザーアブレーション加工」について、以下の研究・開発を行った。1.透過型回折格子及びイメージング光学系を用いた広範囲に渡るフェムト秒レーザー干渉装置の開発2.2光束干渉を用いたグレーティング構造の作製3.4光束干渉を用いたマトリクス構造の作製1.について、構成した装置を用いて実際に加工を行う事によって、2002年度末において世界最長となる6mmの周期ドット構造をシングルショットで加工することに成功した。本装置は回折格子を選択することで、多光束干渉一般に応用することが出来る。さらに、試料内部に集光することで内部加工に成功した。材料には、金薄膜、合成石英、サファイア、ポリスチレン、アクリル、スライドガラス等を用い、それらの加工に成功した。2.について、1.で開発した装置に試料スキャン装置を組み合わせることで、任意の間隔を持つ周期ドット構造及びグレーティング構造を作製した。これらは透過・反射型回折格子として動作し、周期が縦・横方向共に均一であることが証明された。また、フルエンスを減少させることで、幅約380nm、深さ約11nmの溝の作製に成功した。3.について、1.の装置を4光束干渉型に拡張することにより、シングルショットでマトリクス穴構造を作製することに成功した。ここで、縮小光学系を用いることで、ドット間隔1.7μm、穴径800nmの構造を作製することに成功した。

我们针对该研究员提出的“利用新型激光干涉装置的飞秒激光烧蚀加工”进行了以下研究和开发。 1. 利用透射衍射光栅和成像光学系统开发大范围飞秒激光干涉装置 2.2 利用光束干涉制作光栅结构 3.4 利用光束干涉制作矩阵结构装置配置 1. 2002年底，我们成功一次制造出世界上最长的 6 毫米周期点结构。该装置通过选择衍射光栅，一般可应用于多光束干涉。此外，通过将光聚焦在样品内部，我们成功地处理了样品的内部。所用材料包括金薄膜、合成石英、蓝宝石、聚苯乙烯、亚克力、载玻片等，并已成功加工。关于2.，通过将1.中开发的装置与样品扫描装置相结合，我们创建了周期点结构和任意间距的光栅结构。它们充当透射/反射衍射光栅，并且周期被证明在垂直和水平方向上是均匀的。此外，通过降低注量，他们成功地形成了宽度约为380 nm、深度约为11 nm的凹槽。关于3.，我们通过将1.中的装置扩展为四光束干涉型，成功地在一次注射中制造了矩阵孔结构。在这里，通过使用缩小光学系统，我们成功地创建了点间距为 1.7 μm、孔径为 800 nm 的结构。