吉村教授 | Prof. Masashi YOSHIMURA
IoTを活用した「新しいモノづくり」がIndustrie 4.0（ドイツ），Industrial Internet（米国），日本では第５期科学技術基本計画にあるSociety 5.0の一部として提唱され，製造業の形態を大きく変える動きが本格化しています．スマート工場でのマスカスタマイゼーション（個別大量生産）の実現や，サイバー空間で行う受発注システムなどが想定されており，高性能半導体・通信デバイスの新たな巨大市場が期待されています。
その一例として，IoT用機器にガラス複合材の多層プリント基板が導入されることを想定し，マイクロビア（微小穴）加工を吸収効率・集光性に優れた深紫外レーザー（波長266nm）によって進めることが求められています．現在，大阪大学で1993年に発見された非線形光学結晶CsLiB6O10（CLBO）の高品質化に世界で初めて成功し，株式会社創晶超光を起業して半導体検査分野での応用展開を進めています。一方，加工分野では超高出力化が不可欠となりますが，現在の結晶ではレーザー損傷や非線形吸収が生じるため対応できない状況です。そのため，本研究室では結晶欠陥のさらなる低減に取り組み，産学連携を通して世界に先駆けて高出力深紫外レーザーの加工機の実現を目指しています。同時に，レンズや窓材といった光学材料も高レーザー損傷耐性化することが求められており，独自材料の開発やレーザー評価なども行っています。
参画プログラム
NEDO高輝度・高効率次世代レーザー技術開発プロジェクト
NEDO 高品位レーザー加工技術の開発
NEDO Development of a High Quality Laser Processing Technology
南部助教 | Assistant Prof. Tomoaki NAMBU
◆新方式の深紫外レーザー用波長変換デバイスの開発◆
私たちは、光の波長を自由自在に変える「波長変換デバイス」の研究を行っています。原子が整然と並ぶ結晶の中に、あえて特異な構造を作りこむという、一見矛盾したように見えるプロセスが、実は革新的なデバイスの実現を可能にします。
微細な構造を作りこんだ結晶（デバイス）に特定の波長のレーザー光を当てると、その波長が別の波長に変換されます。結晶の種類や作りこむ構造を工夫することで、これまで存在しなかった新たな波長のレーザー光を作り出すことができます。
中でも私たちは、青紫色のレーザー光を深紫外（Deep Ultra-Violet：DUV）光に変換するデバイスの研究を行っています。DUV光は波長が極めて短く、原理的に非常に小さなスポットに集光することができるので、例えば高精度な半導体の微細加工や精密検査が実現できます。
しかしながら、現在実用化されているDUVレーザー光源は、大型で高価なガスレーザーが主流であり、非常に高いランニングコストに加え、設置や運用に大規模な設備が必要です。
そこで私たちは、既に実用化している小型で高効率な青紫色半導体レーザーの波長を変換することで、指先サイズの小型で効率的なDUVレーザー光源の実現を目指しています。
◆超高レーザー損傷耐性光学素子の開発◆
私たちは、ヨーロッパの研究機関と連携し、次世代の超大型パワーレーザーに対応する「壊れない」光学素子の研究を行っています。
超大型パワーレーザーは、レーザー核融合の鍵を握る装置です。
レーザー核融合とは、重水素や三重水素に高出力レーザー光を照射して一気に圧縮・加熱し、太陽と同様の核融合反応を地上で起こす技術です。
持続可能かつ安全なエネルギー源として、将来のエネルギー問題を根本的に解決する可能性を秘めています。
上記の超大型パワーレーザーは、膨大な数の光学素子で構成されており、それぞれが高出力レーザー光に耐えうる性能を有する必要があります。
つまり、レーザー核融合の実現には、「壊れない」光学素子の存在が不可欠です。
さらに、このような光学素子が実現すれば、超大型レーザーの性能を維持したまま小型化することが可能となり、レーザー技術の応用範囲を大きく拡げることができます。
このような次世代の超高レーザー損傷耐性光学素子は、ナノメートルオーダの構造を巧みに作りこむことで実現が期待されますが、そのためには、物理現象の深い理解や緻密な設計および作製技術が求められます。
私たちは、最先端の装置や機械学習といった手法を積極的に取り入れ、これまでの常識を覆すような世界最高品質の超高レーザー損傷耐性光学素子の実現に向けて、日々研究に取り組んでいます。
連絡先 | Contact
大阪大学レーザー科学研究所
光量子ビーム科学研究部門
吉村研究室
〒565-0871
大阪府吹田市山田丘2-6
TEL: 06-6879-4223
Yoshimura Laboratory
Institute of Laser Engineering
Osaka University
2-6 Yamadaoka, Suita, Osaka, Japan
Zip Code: 565-0871
TEL: +81-6-6879-4223
教員担当講義 | Lectures
- 電磁理論ⅡB(2年次)
Electromagnetic Theory - 量子エレクトロニクス(3年次)
Quantum Electronics - 光学(博士前期課程)
Advanced Optics (Graduate) - 非線形光学(博士前期課程)
Advanced Nonlinear Optics (Graduate) - 電気工学実験(博士前期課程)
Electrical Engineering (Graduate)
その他
