東京大学の研究チームは、「レーザー吸収の強化によるサファイアの超高速微細加工」と題する研究を国際学術誌 *Communications Engineering* に発表しました。{0}この研究では、単一のフェムト秒パルスと単一のマイクロ秒パルスを同軸で結合する過渡選択的レーザー加工法を導入し、加工効率とダメージ制御のバランスをとりながら、サファイアの深いマイクロホールの高速加工を可能にします。-
実験では、単一のフェムト秒パルス (波長 1030 nm、パルス幅 170 fs) と単一のマイクロ秒パルス (波長 1070 nm) を利用しました。マイクロ秒パルスは 10 μs 早く到着しました。室温のサファイアは 1070 nm の光に対して透明度が高いため、その段階では機械加工は行われませんでした。フェムト秒パルスが到着すると、プラズマ フィラメントが形成されて吸収が引き起こされ、続いてマイクロ秒レーザーによる持続的な加熱と穴あけが行われます。ポンプ-プローブのイメージング、高速写真-、熱拡散とレーザー伝播のシミュレーションを利用して、電子励起、ホール-深さの進化、高温ゾーンの拡大を追跡しました。-その結果、穴深さは 39 μs 以内に約 190 μm に達し、平均掘削速度は 4.86 m/s、初期ピーク速度は 7.5 m/s を超えたことが実証されました。従来の 1 kHz フェムト秒パルス-による-パルス ドリリングと比較して、処理速度は約 4 桁向上し、照射段階での基板の亀裂は大幅に減少しました。
