複数のレーザービームを重ね合わせると、光の強め合いと弱め合いによって干渉パターンが形成されます。このパターンは、ビームの本数、入射角、位相、偏光、強度比によって決まるため、これらを精密に制御することで、2次元・3次元の多様な光構造を設計することができます。 本研究では、多ビーム干渉を利用して、周期格子、島状配列、分割リング型構造、ジグザグ構造など、単純な明暗縞にとどまらない複雑な干渉パターンの生成に取り組んでいます。図に示すように、4本または6本のビームの位相や入射方向を調整することで、正方格子や三角格子に加え、より複雑な単位構造をもつ光分布を形成できます。 この技術は、広い領域に一括して微細な光パターンを作ることができるため、レーザー加工、フォトニック結晶、メタマテリアル、プラズモニック構造、構造色材料などへの応用が期待されます。光学設計とビーム制御を組み合わせることで、従来の加工法では作製が難しい周期構造や機能性光構造の実現を目指しています。
4ビーム・6ビーム干渉の模式図と、位相制御により生成される2次元干渉パターンの例
