ホログラフィックフェムト秒レーザー加工による透明材料内部3次元構造の作製

摘要

近年，フェムト秒パルスの超高速性·高ピーク強度を利用した金属，誘電体，及び半導体のナノスケール構造制御により，材料に新規な機能性を付加するフェムト秒レーザー加工に関する研究が盛んに行われている。フェムト秒パルスは，物質の熱拡散速度に比べて十分に速く照射部にエネルギーを注入するため，加工部周辺の熱変成領域を抑制する。また，フェムト秒パルスを集光照射すると，集点近傍のみで非線形光学現象である多光子吸収が誘起され，物質の屈折率変化や組成変化，空孔等の内部改質を局所選択的に制御することができる。よって，フェムト秒レーザー加工技術は，半導体ウェハのダイシングやガラス基板のカッティング，及び3次元ナノ構造を有する光デバイスの作製において，低い材料損傷で高精度な加工を実現するツールとして有望視されている。大面積へのナノ加工においては膨大な数の加工点を必要とするため，加工スループットの向上は産業的に重要な課題である。