CWレーザ背面照射法(CW-LBI)によるガラス内部を移動する金属微粒子の観察

摘要

近年，透明であり絶縁材料であるガラスへの電気的，光学的な応用技術が発達している．電気的な応用例としては，貫通配線を施すことで，その高い絶縁性を生かしたガラスインターポーザーが挙げられる．光学的な応用例としては，コアとクラッドの屈折率の差を利用することで光を導波する光ファイバーや，金属イオン·ナノ粒子をドープさせることで，屈折率変化や非線形光学効果を発現させる例が挙げられる．このような背景に対して，CWレーザ背面照射法ではガラスの表面に密着させた金属膜／箔に対しガラス越しにレーザ照射することでガラス内部に金属微粒子を導入できる．さらに，導入された金属微粒子へのレーザ照射を続けることで，金属微粒子がレーザ光源方向へ移動し，その移動軌跡に変質層を形成する．このようなガラス内部に金属微粒子を導入できる技術は従来になく，さまざまな応用に期待できる．例えば，金属微粒子を連続して並べて電気配線を作成するといった電気的な応用や，移動軌跡に形成した変質層を光導波路として光学的な応用が期待できる．本研究では，波長1064nmのNd:YAGレーザを用い金属微粒子の導入を導入した．スポット径を変化させることにより金属微粒子導入の比較をした．さらに，金属微粒子の移動メカニズム解明のためにガラス内部で移動中の金属微粒子を可視化した．