中空二重螺旋マイクロロボットのフェムト秒レーザー動的ホログラフィック高効率加工

SONG Bo-wen ,  

LI Jia-wen ,  

摘要

マイクロロボットの高速大量製造を実現するために、フェムト秒ベッセルビーム重畳干渉法を提案し、側葉を持つリング状光場を生成し、動的ホログラフィック加工技術と組み合わせて中空二重螺旋マイクロロボットの高効率製造を実現した。ベッセル伝達関数に基づいて生成されたベッセルホログラムを重畳し、生成された光場をシミュレーションおよび実験的に測定した。重畳したホログラムを用いて、異なる側葉数(2~4)のリング構造を加工し、2つの異なるパラメータが側葉幅およびリング直径に与える影響を分析した。動的ホログラフィック加工法を導入することで、幅25 µm、長さ100 µmの中空二重螺旋マイクロロボットの効率的かつ高速な加工を実現した。最後に、回転磁場を用いてマイクロロボットをマイクロ流体環境で駆動した。実験の結果、単一のマイクロロボットの加工にわずか6秒を要し、回転磁場下で7秒以内に直線上に400 µm進行した。 この動的ホログラフィック法により、中空二重螺旋マイクロロボットの高速製造およびワイヤレス磁気駆動が可能となり、運搬能力を備えた磁気駆動マイクロロボットの大量製造に新たな道を提供する。

关键词

レーザー加工;フェムト秒レーザー;ベッセルビーム重畳干渉;動的ホログラフィック加工;中空二重螺旋マイクロロボット

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