第1章 プロセシング入門

2. プロセシング入門基礎

著者:増原 宏

1. サイエンスに支えられたプロセシング

 レーザーは1960年アメリカのMainmanによって発明され、以来新しい科学研究と技術開発が展開されてきた。それらのとどまるところを知らない発展は、レーザーが基本的な技術革新をもたらすものであることを示している。応用技術の一つであるレーザープロセシングも又非常に速いスピードで進歩してきており、今尚飽和する気配はない1,2)。レーザー技術が登場した直後から、レーザーをあらゆる材料、さまざまのデバイスのプロセシングに応用する開発研究が開始されたが、その先鞭をつけた研究者、技術者の将来予測、直感が正しかったことが良く理解される。
 レーザーの発明以来45年を経たが、レーザープロセシングをめぐる技術開発状況は大きく変わった。まずレーザーの性能が大きく進歩し値段はきわめて安価になり、そして安定性が格段に向上した。そのため、理学、工学の諸分野は言うにおよばず、宇宙、産業、医療、農業などありとあらゆる領域でレーザーを使った技術が導入されている。又サイエンスとして、レーザーと物質の相互作用、レーザーによる物性制御、レーザー誘起反応のダイナミクスとメカニズムの研究などが大いに進み、光科学として膨大かつ詳細な知見が集積しつつある込その成果は応用物理学会を中心に、物理学会、日本化学会、電気学会、分子構造総合討論会、光化学討論会などで発表されている。レーザープロセシングの基礎研究は、分光学を中心にレーザー光と物質の相互作用を中心に調べること、溶融、衝撃波の広がり、物質飛散など形態の変化を解析することに大別される。前者は化学、物理、後者は電子工学、応用物理、材料工学、医療の分野の立場からなされてきたが、最近になって両研究の融合が見られ、真にプロセシングのダイナミクスとメカニズムの理解が可能になろうとしている。この研究が進めば、技術としても革新的な、ナノ時代にもふさわしいレーザープロセシング技術に育つものと期待される。レーザー励起から加工にいたる時間発展は、金属、半導体、誘電体、水、蛋白質、細胞などそれぞれの系に特有であり、それぞれにふさわしい測定手法、解析手法を駆使して初めて明らかになる。まさに基礎過程の理解の上に真に有効なプロセスが提案できるわけで、サイエンスに支えられたレーザープロセシングの発展と言うことができる。本節ではその代表例として、筆者の研究室で行われてきた有機薄膜のフェムト秒レーザープロセシングを取り上げ4,5)、プロセシング入門基礎としたい。

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