(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を照射するレーザ装置と、
前記レーザ光のビーム径を拡大するビームエキスパンダと、
前記拡大されたレーザ光のエネルギー分布を第１の方向で平均化する第１エネルギー平均化手段とを備えていることを特徴とする金属微粒子の製造装置。
【請求項２】
前記第１の方向と交差する第２の方向にレーザ光を集光させる第１集光手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の金属微粒子の製造装置。
【請求項３】
前記第１の方向と交差する第２の方向で、前記レーザ光のエネルギー分布を平均化する第２エネルギー平均化手段を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の金属微粒子の製造装置。
【請求項４】
前記第１の方向に前記レーザ光を集光させる第２集光手段を備えていることを特徴とする請求項３に記載の金属微粒子の製造装置。
【請求項５】
レーザ装置から照射されたレーザ光のビーム径を拡大する工程と、
前記拡大されたレーザ光のエネルギー分布を第１の方向で平均化する工程とを備えていることを特徴とする金属微粒子の製造方法。
【請求項６】
前記第１の方向と交差する第２の方向に、前記拡大されたレーザ光を集光させる工程を備えていることを特徴とする請求項５に記載の金属微粒子の製造方法。
【請求項７】
前記第１の方向と交差する第２の方向で、前記レーザ光のエネルギー分布を平均化する工程を備えていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の金属微粒子の製造方法。
【請求項８】
前記第１の方向に前記レーザ光を集光させる工程を備えていることを特徴とする請求項７に記載の金属微粒子の製造方法。
【請求項９】
請求項５〜請求項８のいずれか１項に記載の金属微粒子の製造方法によって製造された金属微粒子を含む溶液中に磁性体粒子を供給する工程を備えていることを特徴とする複合微粒子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金微粒子等の金属微粒子を製造するための金属微粒子の製造装置、金属微粒子の製造方法、及び、複合微粒子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光を照射することにより、粒径がナノスケールの金属微粒子を製造する金属微粒子の製造装置、及び、製造方法が知られている。例えば、金、銀、銅等の金属は、微粒子化または薄膜化すると、レーザ光を吸収して更に粒径の小さい微粒子となることが知られている。
【０００３】
特許文献１には、金、銀、銅等の金属箔にレーザ光を照射して金属微粒子を製造する方法が開示されている。更に、特許文献１には、集光していないレーザ光を用いて、金属微粒子の粒径を小さくする技術が開示されている。
【０００４】
非特許文献１には、ＹＡＧレーザの２倍波（波長：５３２ｎｍ）のレーザ光を、５０ｎｍの粒径の金微粒子を分散させた溶液に照射して、約１０ｎｍの粒径の金微粒子を製造する方法が開示されている。
【０００５】
非特許文献２には、金のプレートにＹＡＧレーザの基本波（波長：１０６４ｎｍ）を照射して、金微粒子を製造する方法が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２及び非特許文献２には、金微粒子を酸化鉄に担持させた複合微粒子の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００６／０３０６０５号
【特許文献２】国際公開第２００４／０８３１２４号
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Akinori Takami, 外２名, 「Laser-Induced Size Reduction of Noble Metal Particles」,(米国), J. Phys. Chem., American Chemical Society, B 1999, 103, 1226-1232
【非特許文献２】Kenji Kawaguchi, 外４名, 「Preparation of Gold/Iron Oxide Composite Nanoparticles by a Laser-Soldering Method」, (米国), IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, IEEE, October 2006, Vol.42, No.10, 3620-3622
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した技術では、小径のレーザ光を移動させて金属微粒子を製造している。ここで、金属微粒子は、レーザ光の照射領域全体で生成されるのではなく、照射領域の中心近傍の所定のエネルギー以上の領域内でのみ生成される。即ち、金属微粒子が生成される領域が非常に小さいので、単位時間当たりに生成される金属微粒子の量が少ない。このため、上述した技術では、金属微粒子を製造するために必要な製造時間が長いといった課題がある。
【００１０】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、金属微粒子を製造する製造時間を短縮できる金属微粒子の製造装置、金属微粒子の製造方法、及び、複合微粒子の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、レーザ光を照射するレーザ装置と、前記レーザ光のビーム径を拡大するビームエキスパンダと、前記拡大されたレーザ光のエネルギー分布を第１の方向で平均化する第１エネルギー平均化手段とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
尚、エネルギー分布を平均化するとは、完全な均一化のみならず、ガウス分布（正規分布）のレーザ光のエネルギー分布を第１の方向上において、斑を低減させることも含む概念である。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、前記第１の方向と交差する第２の方向にレーザ光を集光させる第１集光手段を備えていることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、前記第１の方向と交差する第２の方向で、前記レーザ光のエネルギー分布を平均化する第２エネルギー平均化手段を備えていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、前記第１の方向に前記レーザ光を集光させる第２集光手段を備えていることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明は、レーザ装置から照射されたレーザ光のビーム径を拡大する工程と、前記拡大されたレーザ光のエネルギー分布を第１の方向で平均化する工程とを備えていることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項６に記載の発明は、前記第１の方向と交差する第２の方向に、前記拡大されたレーザ光を集光させる工程を備えていることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項７に記載の発明は、前記第１の方向と交差する第２の方向で、前記レーザ光のエネルギー分布を平均化する工程を備えていることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項８に記載の発明は、前記第１の方向に前記レーザ光を集光させる工程を備えていることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項９に記載の発明は、請求項５〜請求項８のいずれか１項に記載の金属微粒子の製造方法によって製造された金属微粒子を含む溶液中に磁性体粒子を供給する工程
を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、拡大された後、エネルギー分布が平均化されたレーザ光を試料である金属に照射することができる。これにより、金属微粒子が生成される領域が拡大されるので、広い領域で金属微粒子を製造することができる。この結果、本発明は、金属微粒子の製造に必要な製造時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態による金属微粒子の製造装置の平面図である。
【図２】第１実施形態による金属微粒子の製造装置の側面図である。
【図３】レーザ光が照射されている試料の斜視図である。
【図４】レーザ照射後の試料の斜視図である。
【図５】レーザ照射前の金微粒子のＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）像である。
【図６】図５の右下部分の拡大写真である。
【図７】３０秒間レーザを照射した後の金微粒子のＴＥＭ像である。
【図８】１分間レーザを照射した後の金微粒子のＴＥＭ像である。
【図９】５分間レーザを照射した後の金微粒子のＴＥＭ像である。
【図１０】従来の方法により５分間レーザを照射した後の金微粒子のＴＥＭ像である。
【図１１】第２実施形態による金属微粒子の製造装置の平面図である。
【図１２】第２実施形態による金属微粒子の製造装置の側面図である。
【図１３】第３実施形態による金属微粒子の製造装置の平面図である。
【図１４】第３実施形態による金属微粒子の製造装置の側面図である。
【図１５】第４実施形態による金属微粒子の製造装置の平面図である。
【図１６】第４実施形態による金属微粒子の製造装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、金微粒子を製造するための金属微粒子の製造装置に本発明を適用した第１実施形態について説明する。
【００２４】
図１は、第１実施形態による金属微粒子の製造装置の平面図である。図２は、第１実施形態による金属微粒子の製造装置の側面図である。図３は、レーザ光が照射されている試料の斜視図である。図４は、レーザ照射後の試料の斜視図である。
【００２５】
以下の説明において、図１及び図２の矢印で示すＸＹＺをＸＹＺ方向とする。また、下流とは、レーザ光が進行する光路上における下流の意味である。上流とは、レーザ光が進行する光路上における上流の意味である。
【００２６】
図１及び図２に示すように、金属微粒子の製造装置１は、レーザ装置２と、反射ミラー対３と、ビームエキスパンダ４と、短軸用ホモジナイザ（請求項の第２エネルギー平均化手段に相当）５と、長軸用ホモジナイザ（請求項の第１エネルギー平均化手段に相当）６と、落射ミラー７と、投影レンズ（請求項の第１集光手段に相当）８と、試料保持部９とを備えている。尚、光路上において、レーザ装置２、反射ミラー対３、ビームエキスパンダ４、短軸用ホモジナイザ５、長軸用ホモジナイザ６、落射ミラー７、投影レンズ８、試料保持部９の順で上流側から下流側に配置されている。
【００２７】
レーザ装置２は、−Ｘ方向へとレーザ光Ｌをパルス発振するものである。レーザ装置２は、ＹＬＦレーザ（リチウム・イットリウム・フロライド（ＬｉＹＦ４）レーザ）からなる。レーザ装置２は、約５２７ｎｍのレーザ光Ｌを約１ｋＨｚのパルスの繰り返し周波数で照射するように設定されている。
【００２８】
反射ミラー対３は、レーザ装置２によって−Ｘ方向へと照射されたレーザ光Ｌを＋Ｘ方向へと反射するものである。反射ミラー対３は、一対の反射ミラー３ａ、３ｂを有する。反射ミラー３ａは、−Ｘ方向へと進行するレーザ光Ｌを＋Ｚ方向へと反射する。反射ミラー３ｂは、＋Ｚ方向へと進行するレーザ光Ｌを＋Ｘ方向へと反射する。
【００２９】
ビームエキスパンダ４は、レーザ光Ｌのビーム径を拡大するものである。ビームエキスパンダ４は、凸球面レンズ１１と、短軸用シリンドリカルレンズ１２と、長軸用シリンドリカルレンズ１３とを備えている。短軸用シリンドリカルレンズ１２は、レーザ光Ｌのビーム径を短軸方向上で拡大する。即ち、短軸方向のレーザ光Ｌの拡大率は、短軸用シリンドリカルレンズ１２によって決定される。長軸用シリンドリカルレンズ１３は、レーザ光Ｌのビーム径を長軸方向上で拡大する。即ち、長軸方向のレーザ光Ｌの拡大率は、長軸用シリンドリカルレンズ１３によって決定される。
【００３０】
短軸用ホモジナイザ５は、短軸方向（請求項の第２の方向に相当する）でレーザ光Ｌのエネルギー分布を平均化するものである。尚、短軸方向は、短軸ホモジナイザ５が配置されている領域ではＺ方向に相当する。短軸用ホモジナイザ５は、短軸用レンズアレイ１５、１６と、短軸用コンデンサレンズ１７とを備えている。短軸用レンズアレイ１５、１６は、拡大されたレーザ光Ｌを短軸方向に複数に分割するものである。短軸用レンズアレイ１５、１６は、Ｙ方向に延びる複数のシリンドリカルレンズが、Ｚ方向に配列された構造を有する。短軸用コンデンサレンズ１７は、短軸用レンズアレイ１５、１６により短軸方向に分割されたレーザ光Ｌを短軸方向に集光するものである。短軸用コンデンサレンズ１７は、Ｙ方向に延びるシリンドリカルレンズからなる。
【００３１】
長軸用ホモジナイザ６は、長軸方向（請求項の第１の方向に相当する）でレーザ光Ｌのエネルギー分布を平均化するものである。尚、長軸方向は、Ｙ方向に相当する。長軸方向と短軸方向は、直交（交差）する。長軸用ホモジナイザ６は、長軸用レンズアレイ２１、２２と、長軸用コンデンサレンズ２３とを備えている。長軸用レンズアレイ２１、２２は、短軸方向に集光されたレーザ光Ｌを長軸方向に複数に分割するものである。長軸用レンズアレイ２１、２２は、Ｚ方向に延びる複数のシリンドリカルレンズが、Ｙ方向に配列された構造を有する。長軸用コンデンサレンズ２３は、長軸用レンズアレイ２１、２２により長軸方向に分割されたレーザ光Ｌを長軸方向に重ね合わせるものである。長軸用コンデンサレンズ２３は、Ｚ方向に延びるシリンドリカルレンズからなる。
【００３２】
落射ミラー７は、＋Ｘ方向へと進行するレーザ光Ｌを後述する金薄膜３３へと反射するものである。
【００３３】
投影レンズ８は、レーザ光Ｌを短軸方向に集光することにより縮小して、金薄膜３３へと投影するものである。投影レンズ８は、長軸方向に延びるシリンドリカルレンズからなる。
【００３４】
試料保持部９は、試料ステージ２５と、石英セル２６とを備えている。試料ステージ２５は、載置された石英セル２６を短軸方向に移動させるものである。石英セル２６は、レーザ光Ｌを透過可能な材料からなる。石英セル２６には、水３１と、ガラス基板３２と、試料である金薄膜３３とが入れられる。ガラス基板３２及び金薄膜３３は、石英セル２６に溜められた水３１の中に載置されている。金薄膜３３は、ガラス基板３２上にスパッタ法によって成膜されている。この金薄膜３３が、レーザ光Ｌの照射によって、粒径が約１０ｎｍ程度の金微粒子となる。尚、金薄膜３３の代わりに金微粒子を水中に分散させてもよい。
【００３５】
次に、上述した第１実施形態による金属微粒子の製造装置１による金微粒子の製造方法及び、その金微粒子を用いた複合粒子の製造方法について説明する。
【００３６】
まず、水３１が、石英セル２６に入れられる。次に、スパッタ法により約２００ｎｍの厚みを有する金薄膜３３が成膜されたガラス基板３２が石英セル２６の水３１の中に載置される。この後、石英セル２６が、試料ステージ２５に載置される。
【００３７】
次に、約５２７ｎｍの波長を有するレーザ光Ｌが、パルスの繰り返し数が１ｋＨｚのパルスの繰り返し数で、レーザ装置２により−Ｘ方向へとパルス発振される。ここで、レーザ光Ｌのエネルギー分布は、長軸方向及び短軸方向の何れにおいても、ガウス分布に構成されている。即ち、レーザ光Ｌのエネルギー分布は、中心が最も大きく、外周に向かって徐々に小さくなる。レーザ光Ｌは、反射ミラー対３の反射ミラー３ａ、３ｂによって、＋Ｘ方向へと反射される。
【００３８】
次に、レーザ光Ｌは、ビームエキスパンダ４によって、短軸方向及び長軸方向にビーム径が拡大される。具体的には、レーザ光Ｌのビーム径が、凸球面レンズ１１を透過した後、短軸用シリンドリカルレンズ１２によって短軸方向に拡大される。その後、レーザ光Ｌのビーム径が、長軸用シリンドリカルレンズ１３によって長軸方向に拡大される。
【００３９】
次に、レーザ光Ｌの短軸方向のエネルギー分布が、短軸用ホモジナイザ５によって、平均化される。具体的には、レーザ光Ｌは、短軸用レンズアレイ１５、１６によって、短軸方向に複数に分割される。その後、レーザ光Ｌは、短軸用コンデンサレンズ１７によって、短軸方向に重ね合わされる。これにより、中心が最も大きかったレーザ光Ｌのエネルギー分布は、短軸方向において平均化される。
【００４０】
次に、レーザ光Ｌの長軸方向のエネルギー分布が、長軸用ホモジナイザ６によって、平均化される。具体的には、レーザ光Ｌは、長軸用レンズアレイ２１、２２によって、長軸方向に複数に分割される。その後、レーザ光Ｌは、長軸用コンデンサレンズ２３によって、長軸方向に重ね合わされる。これにより、中心が最も大きかったレーザ光Ｌのエネルギー分布は、長軸方向において平均化される。
【００４１】
次に、レーザ光Ｌは、落射ミラー７によって、金薄膜３３の方向へと反射される。
【００４２】
次に、レーザ光Ｌは、投影レンズ８によって短軸方向に集光される。これにより、レーザ光Ｌは、エネルギー密度が約１０１２ｍＪ／ｃｍ２、長軸方向の長さが約１０ｍｍの線状ビームに変形される。図３に示すように、この線状のレーザ光Ｌが金薄膜３３に照射されると、金薄膜３３が、約数十ｎｍ〜約数ｎｍの粒径を有する金微粒子３３ａへと変形する。この後、試料ステージ２５を短軸方向に移動させる。これにより、金薄膜３３が、図４に示すように、レーザ光Ｌが照射された領域が削られて金微粒子３３ａが生成される。
【００４３】
この後、生成された金微粒子３３ａが分散された水溶液中に、粒径が数μｍの磁性体粒子であるマグネタイトを供給して分散させる。これにより、酸化鉄の周りに金微粒子３３ａが担持されたナノスケールの複合微粒子が生成される。尚、金微粒子３３ａが分散された水溶液は、金微粒子３３ａ由来の表面プラズモンによりピンク色に見える。一方、複合微粒子が水溶液内で沈み、金微粒子３３ａが減少すると上述のピンク色が消える。これにより、水溶液のピンク色が消えることによって、複合微粒子が生成されたことがわかる。生成された複合微粒子は、ドラッグデリバリー等の医薬用途、センサー、導線の材料、触媒等に用いられる。
【００４４】
次に、上述した第１実施形態による金属微粒子の製造装置１及び金微粒子の製造方法の効果について説明する。
【００４５】
上述したように第１実施形態による金属微粒子の製造装置１では、長軸用ホモジナイザ６を備えているので、ガウス分布状態のレーザ光Ｌのエネルギー分布を長軸方向で平均化することができる。これにより、レーザ光Ｌのビーム径を長軸方向に拡大しても、長軸方向の広い領域で、エネルギーを金微粒子３３ａを生成可能な大きさにすることができる。この結果、金属微粒子の製造装置１は、長軸方向に拡大されたレーザ光Ｌの略全域で金微粒子３３ａを生成できるので、金微粒子３３ａの製造に必要な製造時間を短縮することができる。
【００４６】
（実験）
次に、上述した第１実施形態の効果を証明するために行った実験について説明する。
【００４７】
図５は、レーザ照射前の金微粒子のＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）像である。図６は、図５の右下部分の拡大写真である。図７は、３０秒間レーザを照射した後の金微粒子のＴＥＭ像である。図８は、１分間レーザを照射した後の金微粒子のＴＥＭ像である。図９は、５分間レーザを照射した後の金微粒子のＴＥＭ像である。図１０は、従来の製造装置により５分間レーザを照射した後の金微粒子のＴＥＭ像である。
【００４８】
図５〜図９における実験では、上述した第１実施形態の金属微粒子の製造装置を用いて行った。尚、試料は、金薄膜から金微粒子に変更している。具体的には、粒径が約３０ｎｍ程度の金微粒子を水とともに石英セルに入れた。石英セルは、縦１０ｍｍ、横１０ｍｍ、高さ４０ｍｍに構成されている。そして、この石英セルにＹＬＦレーザ装置から波長が約５２７ｎｍ、パルスの繰り返し周波数が約１ｋＨｚのレーザ光を、線状に変形して照射した。照射したレーザ光の長軸方向（垂直方向）の長さは、約１０ｍｍである。照射したレーザ光のエネルギー密度は、約５２４．６ｍＪ／ｃｍ２である。この線状のレーザ光を照射した状態で、試料ステージとともに石英セルを短軸方向（水平方向）に約５ｍｍ／ｓの速度で約７ｍｍの幅の間を往復運動させた。
【００４９】
図１０における実験では、同じＹＬＦレーザ装置から出射したレーザ光を線状化することなく、そのまま金微粒子が入れられた石英セルに照射した。
【００５０】
図５及び図６に示すように、レーザの照射前は、粒径が約３０ｎｍの金微粒子が多く存在していることがわかる。尚、この状態でも、図５の右下に粒径が約１０ｎｍの金微粒子が存在していることがわかるが、その割合は少ない。
【００５１】
図７、図８及び図９に示すように、本発明による製造装置を用いて、３０秒間、１分間、及び、５分間のレーザを照射すると、粒径が約１０ｎｍ〜数ｎｍの金微粒子が多く生成されていることがわかる。
【００５２】
一方、図１０に示すように、従来の製造方法では、５分間のレーザ照射後でも、粒径が約１０ｎｍ〜数ｎｍの金微粒子がほとんど生成されていないことがわかる。
【００５３】
これにより、従来の金属微粒子の製造装置または製造方法により金微粒子を製造した場合に比べて、本発明による金属微粒子の製造装置及び製造方法により金微粒子を製造した方が、製造時間が短縮できることが証明された。
【００５４】
（第２実施形態）
次に、上述した実施形態の一部を変更した第２実施形態について説明する。図１１は、第２実施形態による金属微粒子の製造装置の平面図である。図１２は、第２実施形態による金属微粒子の製造装置の側面図である。尚、上述した実施形態と同様の構成には、同じ符号を付与して説明を省略する。
【００５５】
第２実施形態による金属微粒子の製造装置１Ａでは、長軸用ホモジナイザ６Ａが導波路形式に構成されている。
【００５６】
図１１及び図１２に示すように、長軸用ホモジナイザ６Ａは、長軸用導入レンズ４１と、長軸用導波路４２と、長軸用端面転写シリンドリカルレンズ４３、４４とを備えている。
【００５７】
長軸用導入レンズ４１は、長軸用導波路４２にレーザ光Ｌを導入するものである。長軸用導入レンズ４１は、Ｚ方向に延びるシリンドリカルレンズからなる。
【００５８】
長軸用導波路４２は、長軸用導入レンズ４１によって導入されたレーザ光Ｌを長軸方向に複数に分割するものである。
【００５９】
長軸用端面転写シリンドリカルレンズ４３、４４は、長軸用導波路４２により分割されたレーザ光Ｌを長軸方向に重ね合わせるものである。長軸用端面転写シリンドリカルレンズ４３、４４は、Ｚ方向に延びるシリンドリカルレンズからなる。長軸用端面転写シリンドリカルレンズ４３の凸面は、−Ｘ方向側に形成されている。長軸用端面転写シリンドリカルレンズ４４の凸面は、＋Ｘ方向側に形成されている。
【００６０】
第２実施形態による金属微粒子の製造装置１Ａにおいても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６１】
（第３実施形態）
次に、上述した実施形態の一部を変更した第３実施形態について説明する。図１３は、第３実施形態による金属微粒子の製造装置の平面図である。図１４は、第３実施形態による金属微粒子の製造装置の側面図である。尚、上述した実施形態と同様の構成には、同じ符号を付与して説明を省略する。
【００６２】
第３実施形態による金属微粒子の製造装置１Ｂでは、短軸用ホモジナイザ５Ｂが導波路形式に構成されている。
【００６３】
図１３及び図１４に示すように、短軸用ホモジナイザ５Ｂは、短軸用導入レンズ４５と、短軸用導波路４６と、短軸用端面転写シリンドリカルレンズ４７とを備えている。
【００６４】
短軸用導入レンズ４５は、短軸用導波路４６にレーザ光Ｌを導入するものである。短軸用導入レンズ４５は、Ｙ方向に延びるシリンドリカルレンズからなる。
【００６５】
短軸用導波路４６は、短軸用導入レンズ４５によって導入されたレーザ光Ｌを短軸方向に複数に分割するものである。
【００６６】
短軸用端面転写シリンドリカルレンズ４７は、短軸用導波路４６により分割されたレーザ光Ｌを短軸方向に重ね合わせるものである。短軸用端面転写シリンドリカルレンズ４７は、Ｙ方向に延びるシリンドリカルレンズからなる。短軸用端面転写シリンドリカルレンズ４７の凸面は、−Ｘ方向側に形成されている。
【００６７】
第３実施形態による金属微粒子の製造装置１Ｂにおいても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６８】
（第４実施形態）
次に、上述した実施形態の一部を変更した第４実施形態について説明する。図１５は、第４実施形態による金属微粒子の製造装置の平面図である。図１６は、第４実施形態による金属微粒子の製造装置の側面図である。尚、上述した実施形態と同様の構成には、同じ符号を付与して説明を省略する。
【００６９】
第４実施形態による金属微粒子の製造装置１Ｃでは、投影レンズ対８Ｃが設けられている。
【００７０】
図１５及び図１６に示すように、投影レンズ対８Ｃは、長軸用投影レンズ（請求項の第２集光手段に相当）５１ａと、短軸用投影レンズ５１ｂとを備えている。長軸用投影レンズ５１ａは、短軸方向に延びるシリンドリカルレンズからなる。長軸用投影レンズ５１ａは、レーザ光Ｌを集光して、長軸方向に所定の幅を有するように縮小する。短軸用投影レンズ５１ｂは、長軸方向に延びるシリンドリカルレンズからなる。短軸用投影レンズ５１ｂは、レーザ光Ｌを集光して、短軸方向に所定の幅を有するように縮小する。
【００７１】
第４実施形態による金属微粒子の製造装置１Ｃでは、長軸方向及び短軸方向に所定の幅を有するようにレーザ光Ｌを縮小する投影レンズ対８Ｃを備えている。これにより、ホモジナイザ５、６によって長軸方向及び短軸方向にエネルギー分布が平均化されたレーザ光Ｌを、投影レンズ対８Ｃによって四角形状に変形して金薄膜３３に照射することができる。
【００７２】
この結果、第４実施形態による金属微粒子の製造装置１Ｃにおいても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００７３】
以上、実施形態を用いて本発明を詳細に説明したが、本発明は本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載及び特許請求の範囲の記載と均等の範囲により決定されるものである。以下、上記実施形態を一部変更した変更形態について説明する。
【００７４】
上述した各実施形態で示した形状、数値、配置、材料等は適宜変更可能である。
【００７５】
また、各実施形態の構成の一部を他の実施形態に組み合わせてもよい。
【００７６】
レーザ装置には、ＹＡＧレーザ、半導体レーザ、エキシマレーザ、ＣＯ２レーザ、ガラスレーザ、ＹＶＯ４レーザ等を適用することができる。
【００７７】
本発明を白金、銅、銀等の金属の微粒子を製造するための金属微粒子の製造装置または製造方法に適用してもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 金属微粒子の製造装置
２     レーザ装置
３     反射ミラー対
３ａ、３ｂ    反射ミラー
４     ビームエキスパンダ
５、５Ｂ      短軸用ホモジナイザ（請求項の第２エネルギー平均化手段に相当）
６、６Ａ      長軸用ホモジナイザ（請求項の第１エネルギー平均化手段に相当）
７     落射ミラー
８     投影レンズ（請求項の第１集光手段に相当）
８Ｃ   投影レンズ対
９     試料保持部
１１   凸球面レンズ
１２   短軸用シリンドリカルレンズ
１３   長軸用シリンドリカルレンズ
１５   短軸用レンズアレイ
１７   短軸用コンデンサレンズ
２１   長軸用レンズアレイ
２３   長軸用コンデンサレンズ
２５   試料ステージ
２６   石英セル
３１   水
３２   ガラス基板
３３   金薄膜
３３ａ 金微粒子
４１   長軸用導入レンズ
４２   長軸用導波路
４３、４４    長軸用端面転写シリンドリカルレンズ
４５   短軸用導入レンズ
４６   短軸用導波路
４７   短軸用端面転写シリンドリカルレンズ
５１ａ 長軸用投影レンズ（請求項の第２集光手段に相当）
５１ｂ 短軸用投影レンズ
Ｌ     レーザ光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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