レーザー構造体造形

レーザーによる材料加工は、産業用途だけでなく科学的調査にとっても非常に興味深いものです。製造ツールとしてのレーザーの主な利点は、レーザービームを高速で移動できることであり、また、機械ツールとは異なり、レーザー光は摩耗しません。波長に加えて、レーザー光源のパルス幅は、レーザー材料の結合の性質に影響を与える主なパラメーターです。最先端のレーザーシステムから、数フェムト秒までのパルス幅をご利用可能です。超短パルスによって提供される高いピーク強度は、多光子吸収メカニズムを開始し、光子エネルギーよりもはるかに大きなバンドギャップを埋めます。したがって、超短パルスを適用することにより、多光子吸収によってほぼすべての材料のアブレーションが可能になります。

超短パルスアブレーションの非熱的性質と超高速メカニズムにより、明確に定義されたアブレーション閾値フルエンスが提供され、高精度のレーザー構造化が可能になります。

マイクロ流体チャネルおよびパターンは、通常、リソグラフィーおよびケミカルエッチング技術によって製造されますが、これらの手法は主に表面上の二次元パターンの製造に限定されています。実際、真の3D構造を作成するには、ガラス基板のいくつかの層をパターン化し、エッチングし、融合させる必要があります。

フェムト秒レーザー照射およびケミカルエッチング(FLICE)により、3Dマイクロマシニングが可能になり、さまざまなアスペクト比およびパターンの埋め込みマイクロチャネルを直接製造できます。詳細については、フェムト秒レーザー照射および化学エッチング(FLICE)：光導波路ライティングをご参照ください。

最近、オーストリアのドルンビルンにある応用大学のマイクロテクノロジー研究センターで、Spectra-Physicsと共同で、ファイバーディフューザーを製造するためのアブレーティブフェムト秒プロセスが開発されました。ファイバーディフューザーは、Spectra-PhysicsのSpirit® 1040-8 SHGフェムト秒レーザーを使用して、ファイバーの表面に一連の欠陥を作成することによって製造されます（図2および図3を参照）。これらの欠陥はファイバーのコアに浸透し、コアとクラッドの間の界面での全反射を抑制して、粗い表面で光が散乱および分離されるようにします。詳細については、フェムト秒レーザーによる光ファイバーディフューザーの製作をご参照ください。