九大,100%液体でできたレーザー光源を開発

九州大学の研究グループは,究極の柔らかさを持つ素材として液体に着⽬し,100%液体でできたレーザー光源の開発に成功した(ニュースリリース)。

曲げたり折ったりできる柔らかいデバイスが注⽬を集めているが,その素材として利用されてきたプラスチックの柔らかさには限界がある。

そこで,光共振器も液体でできたレーザーの試みが⾏なわれているが,そのためには,光が漏れ出さないよう真球の形状を持つ,直径数マイクロメートルほどの微⼩な液滴の作製が不可⽋となる。

しかし,グリセリンなどの⽔よりもはるかに蒸発しにくい有機物の液体でも,微⼩な液滴にすると数⼗分から数時間ほどで蒸発していまう。更に不揮発な液体で,真空状態でも蒸発しないシリコンオイルやイオン液体では,表⾯張⼒が⼩さく,超撥⽔基板を⽤いても半球の形状しか作製できなかった。

研究では,不揮発性のイオン液体のうち,⽐較的表⾯張⼒が⼤きなイミダゾール塩をフッ素化した微粒⼦を塗布した基板上へ滴下した。滴下する際の⽔滴の落下速度を抑え,かつ液滴を⼗分に⼩さくした状態で滴下することで接触⾓が⼤きくなり,真球に近い形状の液滴を⽣成できた。

実験で明らかになった接触⾓の分散と理論的な考察を合わせて,このとき実現される接触⾓が準安定状態であることを明らかにした。このようにして得られた液滴は,⼤気中でも1ヶ⽉以上にわたって安定で,その蒸発速度は顕微鏡や光学的な測定では検出できないほど抑えられていた。また,基板に強く吸着し,基板を垂直に⽴てたり振動させたりしても,落下や移動は⽣じないという。

この液滴にレーザー⾊素を添加してレーザー光源としての機能を調べたところ,およそ1μJ/cm2という,最も優れた有機マイクロ球体固体レーザーと同等のしきい値でレーザー発振することが分かった。

液滴はごく微量な空気の流れによっても変形し,それに伴ってレーザー発振波⻑が変化する。この変化量は⾵速によって変化させることができる。研究グループは,この⾵速による液滴変形の計算結果と変形によるレーザー波⻑変化の計算結果が実験結果と符合することも明らかにした。

さらに,同様の滴下⽅法をインクジェットプリンターで実現する⼿法を開発した。これにより,⼀定の⼤きさの液滴を,素早く⼤量に決まった位置に作製することができる。

今回開発した⼿法により,安定な液体レーザーデバイスを構築することができる上,変形や外部刺激応答性といった液体本来の性質を⼗分に発揮することができる。研究グループは,新たな柔らかい光デバイスの実現につながる成果だとしている。

キーワード:

関連記事

  • 理研など、次世代2µm固体レーザー向け高効率EUV光発生法を実証

    理化学研究所(理研)や宇都宮大学などの国際共同研究グループは、次世代の先端半導体製造に期待される「2µm固体レーザー」を用いた極端紫外(EUV)光の発生において、複数のレーザーを同時照射する「マルチレーザー照射法」の有効…

    2026.08.27
  • Lumibird、Cilas株を売却しレーザー・メガジュール保守事業を取得

    仏Lumibirdは、Cilasおよび同社株主との間で、戦略的レーザー技術分野における包括的な契約を締結したと発表した(ニュースリリース)。契約には、Lumibirdが保有するCilas株式の売却、両社の長期的な産業協力…

    2026.08.06
  • DNP、輝度を最大約3倍に高めた高視認性パターンライトを発売

    大日本印刷(DNP)は、従来品と比べて輝度を最大約3倍に高めた小型照明装置「DNP高視認性パターンライト 固定設置タイプ」を開発し、2026年7月から試験販売を開始する(ニュースリリース)。明るい屋内施設や寒冷地などで、…

    2026.07.13
  • IPGフォトニクス、レーザー溶接の品質保証を支える「LDD」を提案

    IPGフォトニクスジャパンは2026年6月26日、愛知県安城市にある中部テクニカルセンターにおいてプライベートショー『Fiber Laser Days』を開催した。会場では、同社のファイバーレーザーを用いた加工デモに加え…

    2026.07.01
  • 浜ホト、NKT PhotonicsをHamamatsu Photonics A/Sに社名変更

    浜松ホトニクスは、同社子会社であるNKT Photonics A/Sの社名を、2026年6月25日付でHamamatsu Photonics A/Sに変更し、浜松ホトニクスグループにおけるレーザ&ファイバ事業ユニットとし…

    2026.06.30

新着ニュース

人気記事

編集部おすすめ

  • オプトキャリア