YAG高調波を利用したシリコンの微細加工: 熱変形法によって作製したマイクロレンズの加工光学系への応用

摘要

集光光学系とマスクを併用したレーザ加工（マスクプロジェクション法）では，レンズやミラーといった光学系によってビームを細く収束して加工しきい値以上にエネルギー密度を高め，マスクによって加工材料の一部分に選択的にビームを照射することで材料の熱処理，溶融，蒸発等を引き起こす．この加工法は少品種大量生産では効率がよいものの，マスク製作に要する時間とコストが高いために少量生産には適さない．%Micro machining of single-crystalline silicon is performed with the second-harmonic of Nd:YAG laser in this study. In experiments, various shapes of plastic microlens are fabricated on a transparent substrate by the developed die-less method. These microlenses are shaped by thermal deformation induced by the Er:YAG laser beam absorbable for the acrylate resin. And then, these lenses are used as optical devices to generate the local high energy density desired for machining of silicon in air and water. Machining characteristics are investigated in the single groove machining process, and the grid groove pattern and the herringbone pattern are formed to demonstrate the feasibility of proposed methods.