Special Issue on Advanced Manufacturing Science and Technologies
First Step Toward Laser Micromachining Realization by Photonic Nanojet in Water Medium
Reza Aulia Rahman, Tsutomu Uenohara, Yasuhiro Mizutani, Yasuhiro Takaya
著者情報
キーワード: laser, machining, underwater machining, photonic nanojet, FDTD
ジャーナルオープンアクセス
2021 年 15 巻 4 号 p. 492-502
DOIhttps://doi.org/10.20965/ijat.2021.p0492
概要
- 光の回折限界を超えたレーザ微細加工の検討
- レーザが透過した非誘電体からでる定在波を使うことでレーザ波長以下の横分解能で加工を可能とする
- レーザ：フェムト秒レーザ Maitai 800nm, 585mW, スポット径18µｍ
- 非誘電体：シリカ球 φ8µm
- 媒体：水、空気
- 加工対象：シリコン
結果
- 集光される定在波の、スポット径、焦点深度、スポット位置（WD)に注目
- シミュレーションの結果、媒体が空気の場合、スポット径は小さく、焦点深度は浅く、WDが狭い稽古にある。水の場合はその反対。加工においては、水の方が良さそう
- 実際に加工してみると、直径φ0.6µm程度の穴加工ができた。これは、波長より小さい穴
- スポット径、焦点深度、WDの関係が、シミュレーションと実験でよく一致した
所感
- 定在波を使うことで横方向分解能を向上させるアイデアは面白い
- レーザ出力を上げたときにシリカ球が破損しないか心配
- 実験では直線偏光のまま加工しているが、円偏光の方が高品質の加工ができそう
