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レーザでマイクロストラクチャをエッチング

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October, 28, 2016, Aachen--ドイツの研究チームは、超高速レーザを使ってガラスに微細構造を彫り込む方法を研究している。見込みのあるアプリケーションは分析(ラボオンチップ)、特にエレクトロニクスやコンシューマ分野にある。
 この新しい方法は、予期しない現象から生まれたものである。ガラスに超高速レーザを特別な仕方で照射すると、次のウエット化学エッチングに対するガラスの感度が1000倍向上する効果がある。
 このことは、レーザビームをガラスブロックを通して数µm径まで絞り、ガラスに微細チューブを彫り込むことができると言うことである。この方法を使うと微小径の孔を造ることができる。また、完璧なマイクロフルイドシステムをガラスに彫り込む、あるいは超高品質表面で切断することもできる。
 この現象を工業プロセスに利用する前に解決すべき問題はまだたくさんある。その相互作用プロセス。どの材料が適しているか。 適切なプロセスパラメータ。どんな種類のプロセス技術は必要か。
 ドイツ連邦教育研究省(BMBF)助成「フェムトデジタルフォトニック製造」共同研究プロジェクトの主な目的はこれらの問題に答えることである。
 研究チームは、多様な材料とプロセスパラメータが比較できるデモ用モデルを開発した。選択レーザエッチング(SLE)と名付けられた手順で、複数種のガラス材料のテストが行われた。これには石英ガラス、サファイア、BOROFLOAT 33およびCorning Willowが含まれる。レーザ構造化領域と非構造化領域の間の1000 : 1のエッチ選択性が、BOROFLOAT 33で達成され、Willowガラスでは100 : 1程度だった。

2019年まで続くプロジェクトの次のフェーズで、プロセスの理解を深めることになる。この関連で複数の実験が予定されている。
 研究チームは、レーザ光源メーカー3社(Amphos, Edgewave and TRUMPF)とシステムサプライヤー3社(4Jet, LightFab and Pulsar Photonics)と協働してプロセス技術の開発に取り組んでいる。