小野研究室

レーザー加工

 太陽光を虫眼鏡で集光して紙や木を燃やすことができるように、光はエネルギーをもっており、集光することでエネルギー密度を高めることが可能です。レーザーはその指向性・単色性といった特徴から、集光することで太陽光に比べて非常に局所的な集光が可能であり、光の波長(1μm以下)オーダーまでに至ります。材料の表面で集光されたレーザー光は吸収されて熱となり、材料を局所的に溶融・蒸発させます。これは一般的な切削加工に比べて容易に微細な加工が可能であり、金属やセラミックといった様々な種類の材料加工に応用されています。
 本研究室では、このレーザー加工において、光干渉を利用した表面加工により、微細な周期構造の作製と応用に関する研究を行なっています。光の干渉は波の重ね合わせの原理により複数の光が強め合ったり打ち消し合ったりする現象のことで、2つのレーザー光を干渉させることで周期的な光強度分布が現れます。強いレーザー光による干渉を材料表面で行った場合では、光の強め合いが起こる部分でレーザー光が吸収され加工が行われることから、周期的な微細構造の作製を容易に行う事ができます。これらによって作製された周期微細構造は、分布帰還型レーザー(Distributed Feedback Lazer : DFBレーザー)の開発やトライボロジーにおける潤滑特性向上の表面処理法など、様々な分野への応用研究を行なっています。

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図1.レーザーを用いた光干渉加工による周期的微細構造
(a) 表面、(b) 断面