ISSN 0914-9805

2004,Aug.

197

No.

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実用化に向けた環境試験とコスト削減に挑戦
産業界への応用、新規プロジェクトの展開に対する提言『光と蔭』

レーザー技術総合研究所 研究員

佐伯拓

然放熱により冷却が行え、小型化、量産化が可能であることが当研究所では、マイクロチップ固体レーザーの開発を行っている。この特徴として、レーザー媒質からの発熱量が少なく自挙げられる。
マイクロチップ固体レーザーは、科学、工業分野における干5渉計測、マーキング、アライメント等の様々な応用が考えられを小型化すればレーザー本体は親指大までに小型化可能であている。しかし、市販されているNd:YAGレーザー装置のサイり、電源込みでたばこサイズ以下も可能である。

ズは電源、制御器等を含めると大きい。また、CWで500mW出力を得るには最低でも50万円程度はかかる。予算の少ない大レーザーの出力は基本波1,064nmのCWで800mW程度であ学の小さな研究室等では手軽に支出できる価格ではない。このる。図３に入出力特性を示す。過飽和吸収体による受動Qス

ような状況ではマイクロチップ固体レーザーの科学、産業界へイッチングによりkW・数十kHz程度のピーク出力も実際に得の幅広い普及は実現が困難である。

られている。パルスレーザー出力を集光することでプラズマ発生も可能で、今後は宇宙でのレーザー推進実験への応用を考え筆者は太陽光を励起光源とした固体レーザーの開発を行ってている。

いる。その中でマイクロチップレーザーをシード用光源として温度・振動など環境試験等を行うのが今後の課題であるが、用い、空間モードの改善実験を行う予定である。当研究所で一番重要であるのは製造コストの削減である。このレーザーは行ってきたマイクロチップ固体レーザーの研究（2001年発刊

小型で高性能であり、レーザー応用の新展開に大いに寄与する「レーザー・クロス」
No160号掲載）のデータを基礎として試作と期待している。フォトンコストは従来比の約1/3〜1/4となりに用い、今回乾電池駆動で発振波長制御のレーザーダイオード極めて応用性が高い。今後OEL社で販売予定である。

（LD）
冷却装置付きの可搬型マイクロチップ固体レーザーの試作を行った。その実物写真を図１に、レーザーの構成を図２に示す。レーザー媒質には直径が3mmφ、長さが7mmのNd:YAG結晶を用いた。励起光源には25℃で中心波長が808nmのワンチップLDを使用した。LDから出たレーザー光をシリンドリカルレンズで集光し、ロッド端面に注入して軸励起を行った。LDの発振波長が温度依存性を持つため、LDの温度制御を行う必要がある。ペルチェ素子でLDの冷却を行った。冷却制御装置には乾電池３個を使用し、市販の温度計でLD温度をモニターし帰還制御をかけている。冷却装置は非常に簡単かつ低コストである。単３アルカリ乾電池仕様でも20分程度実動し、別に５Ｖ以下のスイッチング電源でも動作確認を行った。
マイクロチップレーザー本体は長さ13cmで2cm×2cmのアルミケースの中に収まっている。現状では、要素部品に市販品をそのまま用いたため、やや大きめのサイズとなっているが、部品産業界への新規プロジェクトに対する提言
成果報告会を開催しています。
当研究所は、年間の成果報告を兼ねて産業界の新規プロジェ

本報告会では、当研究所が取り組んでいる、レーザー技術をクトへの提言等を目的に毎年７月に大阪、東京の２会場で研究応用した研究（フェムト秒レーザーを用いた加工および計測、2レーザー光学部品開発、レーザービーム伝送技術、X線医療応用、生体バイオ関連など）に加え、極端紫外（EUV）
光源のためのシミュレーションコード開発についての最新の成果、国内外（特別講演）「日本原研関西研における放射線利用研究への取りの動向を報告しました。

組み」 日本原子力研究所

関西研究所所長

田島俊樹

原研関西研における放射線利用研究への取り組みの例とし
今年も7月6日に大阪府豊中市の千里ライフサイエンスセンて、癌治療普及への貢献、レーザーによる残留応力の除去など

ター、7月13日に東京都港区新橋の航空会館で平成15年度の研について述べ、今後の関西地区レーザー関係研究の連携につい究成果報告を行いました。大阪会場では80名、東京会場ではて提案があった。

60名の参加があり、熱心な御質問や御意見を頂き、活発な議「ナノ加工とレーザー技術」 藤田雅之論が行われました。

フェムト秒レーザーは波長の制限を超えた微細加工を可能にす

また大阪会場では、ポスター発表やレーザー技術に関する相る。フェムト秒パルスで可能なナノ加工の事例を紹介するとと談窓口も設け、積極的に企業からの要望をお受けし、実りあるもに、産業応用を目指したフェムト秒レーザー開発の展望の報成果を生み出すよう努力しています。また、当日アンケートを告を行った。

お願いし、皆様からの声を直接聞かせて頂きました。ぜひ当研「レーザーで飛ばす低コスト宇宙ロケット」 内田成明

究所の活動にご理解賜りたく存じます。

レーザー推進は推進剤とエネルギー源を分離することが可能で従来の化学ロケットや電気推進器で実現できなかった高性能を低コストで実現できると考えられている。報告ではレーザー推……96

経済再生のため期待を込めて発足した科学技術基本計画は一次、二次の10ヵ年に渉り、平成8年度からの5ヵ年で17兆円、平成13年度から平成17年度では24兆円の巨費が投入されることになっている。
現在さらに平成18年度以降の第三次計画をいかにすべきか検討が始まっている。
当然のことながら現在までに実施された結果を評価し、その配分の妥当性、各機関の対応、達成された成果、その経済への波及効果を正確に検討吟味しなければならない。
総合科学技術会議の舵取りで基礎を重視するという前提の下だが、ライフサイエンス、情報通信、環境、ナノテク・材料の4分野に重点が置かれ、補足的にエネルギー、製造技術、社会基盤、フロンティアが付け加えられている。
現実に基本計画による競争的資金の約半分がバイオ関連に回っている。まことにテーマのアピール度が優れて大なためであろう。相対的にはバイオ・メディカルは欧米に後れをとっているという。
デモンストレーションを展開して応用研究に果実を求めるだけでは根のない切花科学技術に終わってしまう心配がある。やはり第三次計画では科学への回帰が必要ではなかろうか。
重点課題は根底に横たわる基盤を支える領域に踏み込むことが切望される。
最近の科学技術の基礎に光が下支えになっていることは今日の常識である。わが国の光関連科学技術はたしかに高いポテンシャリティーを持っている。阪大のレーザー核融合研究プロジェクトでは日本が持つ潜在能力を大学が先頭に立って結集し、オプトロニクスの底辺から要素技術を開発し、世界に誇るハイパワーレーザー激光XII号を純国産技術で完成させた。このような例外を除くと、多くの先端研究は残念ながら米国等からの輸入機材によって実験が遂行されている。因みに文科省科学研究助成金年間1,700億円のかなりの部分が米国のレーザーなど先端技術開発の売り上げに役立っているという。日本のドルが米国国債を買い支えているのとよく似ている。戦略的にも根本的な対策が不可欠である。
【（財）
レーザー技術総合研究所 研究所長】
3

「レーザーコンプトンガンマ線の核反応への応用」 今崎一夫
スーパーキャビティを用いレーザー光を蓄積することにより高効率でガンマ線発生ができる。また、レーザーを偏極化することにより発生ガンマ線も偏極化できる。このようなレーザーコンプトンガンマ線を用いた核反応の効率化や応用性について実験結果とその理論検討を報告した。
「レーザーで創る宇宙エネルギーインフラ」 内田成明
人類の宇宙開発は半世紀が過ぎようとしている中、宇宙環境の産業応用が期待されているが、実際の利用は科学研究などに留まっている。最大の原因は、輸送やエネルギーインフラの未整備による高コスト性である。インフラ整備と需要は車の両輪であるという観点に立ち、宇宙レーザーがそのドライビング
進によりロケット性能がどのように向上するかを示し、世界各フォースとなり得る最近の研究紹介を行った。

国で行われている研究の現状を紹介し、その実現性を明らかに「ナノ加工とレーザー技術」 藤田雅之

した。

フェムト秒レーザーは、波長の制限を超えた微細加工を可能に「フェムト秒レーザーダイオキシン検出」 島田義則

する。フェムト秒パルスで可能なナノ加工の事例を紹介すると土壌や煤塵など環境中に含まれるダイオキシン濃度を測定する

ともに、産業応用を目指したフェムト秒レーザーの開発の報告

ことは大がかりでコストのかかる作業であり、オンサイト迅速があった。

測定装置が望まれている。当研究所ではフェムト秒レーザーを「極端紫外光源理論シミュレーション総合報告」 古河裕之

用いてダイオキシンをイオン化し測定する技術開発を行ってお半導体リソグラフィー用極端紫外（EUV）光源開発のために、り、その成果や今後の展望について報告した。

レーザー生成プラズマからEUV光放射に関してのシミュレー「光学部品のレーザー損傷と高耐力化」 本越伸二

ションコードの開発を行い、EUV光源の高効率化に関する指

光学部品のレーザー損傷は、レーザー装置の稼働時間を制限す針を報告した。

る大きな要素である。今回は、繰り返しパルスで照射した場合「光で機能する蛋白質-超高速レーザーによる蛍光観測―」の光学特性の変化と、損傷について紹介した。

谷口誠治「レーザーによる低侵襲がん治療」 今崎一夫

蛋白質は生体内で様々な機能を制御しており、近年、それらの高出力短パルスレーザーを用いることによりX線を発生するこ産業応用への道が模索されている。光を直接吸収して機能するとができる。これを用いることにより、がん細胞除去が可能で種々の蛋白質を例にとり、レーザー技術を用いて、高い光応答ある。このようなシステム技術の基盤確立のための要素開発研性や精巧なメカニズムについて検証を行い、その詳細な結果を究を進めており、実現性と特徴の報告を行った。

報告した。

Laser Cross No.197 2004,Aug.

http://www.ilt.or.jp

発行／財団法人レーザー技術総合研究所 編集者代表／今崎一夫 〒550-0004 大阪市西区靱本町1-8-4 大阪科学技術センタービル 4F TEL(06)6443-6311 FAX(06)6443-63134

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