JP5446618B2 - Metal fine particle production apparatus, metal fine particle production method, and composite fine particle production method - Google Patents
Metal fine particle production apparatus, metal fine particle production method, and composite fine particle production method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5446618B2 JP5446618B2 JP2009202559A JP2009202559A JP5446618B2 JP 5446618 B2 JP5446618 B2 JP 5446618B2 JP 2009202559 A JP2009202559 A JP 2009202559A JP 2009202559 A JP2009202559 A JP 2009202559A JP 5446618 B2 JP5446618 B2 JP 5446618B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fine particles
- laser
- axis
- laser light
- metal fine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 title claims description 92
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 64
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 60
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 60
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title description 9
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 25
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims description 15
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 claims description 10
- 229910001111 Fine metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 claims description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 60
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 60
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 59
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 15
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 13
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 11
- 238000003491 array Methods 0.000 description 10
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 8
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000011246 composite particle Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 229910001922 gold oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HIQSCMNRKRMPJT-UHFFFAOYSA-J lithium;yttrium(3+);tetrafluoride Chemical compound [Li+].[F-].[F-].[F-].[F-].[Y+3] HIQSCMNRKRMPJT-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Description
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。 The present invention relates to an apparatus for producing metal fine particles for producing metal fine particles such as gold fine particles, a method for producing metal fine particles, and a method for producing composite fine particles.
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。 2. Description of the Related Art A metal fine particle production apparatus and a production method for producing metal fine particles having a particle size of nanoscale by irradiating laser light are known. For example, it is known that when a metal such as gold, silver, or copper is made fine or thin, it absorbs laser light and becomes finer with a smaller particle size.
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。 Patent Document 1 discloses a method for producing metal fine particles by irradiating a metal foil such as gold, silver, and copper with laser light. Furthermore, Patent Document 1 discloses a technique for reducing the particle diameter of metal fine particles using laser light that is not condensed.
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。 Non-Patent Document 1 manufactures gold fine particles having a particle size of about 10 nm by irradiating a solution in which gold fine particles having a particle size of 50 nm are dispersed with a laser beam of a second harmonic of a YAG laser (wavelength: 532 nm). A method is disclosed.
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。 Non-Patent Document 2 discloses a method of manufacturing gold fine particles by irradiating a gold plate with a fundamental wave (wavelength: 1064 nm) of a YAG laser.
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。 Patent Document 2 and Non-Patent Document 2 disclose a method for producing composite fine particles in which gold fine particles are supported on iron oxide.
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。 However, in the technique described above, metal fine particles are produced by moving a small-diameter laser beam. Here, the metal fine particles are not generated in the entire irradiation region of the laser beam, but are generated only in a region having a predetermined energy or more near the center of the irradiation region. That is, since the region where metal fine particles are generated is very small, the amount of metal fine particles generated per unit time is small. For this reason, in the technique mentioned above, there exists a subject that manufacturing time required in order to manufacture metal microparticles is long.
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。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a metal fine particle production apparatus, a metal fine particle production method, and a composite fine particle production method capable of reducing the production time for producing metal fine particles. The purpose is to do.
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。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is directed to a laser device that irradiates a laser beam, a beam expander that expands a beam diameter of the laser beam, and an energy distribution of the expanded laser beam. And a first energy averaging means for averaging in the first direction.
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。 The averaging of the energy distribution is a concept that includes not only perfect homogenization but also reduction of spots in the first direction of the energy distribution of the laser light having a Gaussian distribution (normal distribution).
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。 The invention described in claim 2 is characterized in that it comprises first condensing means for condensing laser light in a second direction intersecting with the first direction.
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。 The invention described in claim 3 is characterized by comprising second energy averaging means for averaging the energy distribution of the laser beam in a second direction intersecting with the first direction. .
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。 According to a fourth aspect of the invention, there is provided a second light condensing means for condensing the laser light in the first direction.
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。 The invention according to claim 5 includes a step of enlarging a beam diameter of the laser light irradiated from the laser device, and a step of averaging the energy distribution of the enlarged laser light in the first direction. It is characterized by.
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。 The invention described in claim 6 is characterized by comprising a step of condensing the enlarged laser beam in a second direction intersecting with the first direction.
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。 The invention described in claim 7 is characterized by comprising a step of averaging the energy distribution of the laser beam in a second direction intersecting the first direction.
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。 The invention described in claim 8 is characterized by comprising a step of condensing the laser beam in the first direction.
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。
The invention according to claim 9 includes a step of supplying magnetic particles into a solution containing metal fine particles produced by the method for producing metal fine particles according to any one of claims 5 to 8. It is characterized by having.
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。 According to the present invention, it is possible to irradiate a metal which is a sample with laser light whose energy distribution is averaged after being enlarged. Thereby, since the area | region where a metal microparticle is produced | generated is expanded, a metal microparticle can be manufactured in a wide area | region. As a result, the present invention can shorten the manufacturing time required for manufacturing the metal fine particles.
（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。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is applied to an apparatus for producing metal fine particles for producing gold fine particles will be described with reference to the drawings.
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。 FIG. 1 is a plan view of an apparatus for producing fine metal particles according to the first embodiment. FIG. 2 is a side view of the apparatus for producing fine metal particles according to the first embodiment. FIG. 3 is a perspective view of a sample irradiated with laser light. FIG. 4 is a perspective view of the sample after laser irradiation.
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。 In the following description, XYZ indicated by arrows in FIGS. 1 and 2 is defined as an XYZ direction. Further, the downstream means the downstream in the optical path along which the laser light travels. Upstream means upstream in the optical path along which laser light travels.
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。 As shown in FIGS. 1 and 2, the metal fine particle manufacturing apparatus 1 includes a laser device 2, a reflecting mirror pair 3, a beam expander 4, a short axis homogenizer (in the second energy averaging means in the claims). 5), a long-axis homogenizer (corresponding to the first energy averaging means in claims) 6, an epi-illumination mirror 7, a projection lens (corresponding to the first condensing means in claims) 8, and a sample holder 9 and. On the optical path, the laser device 2, the reflecting mirror pair 3, the beam expander 4, the short axis homogenizer 5, the long axis homogenizer 6, the epi-illumination mirror 7, the projection lens 8, and the sample holder 9 are arranged in this order from the upstream side. It is arranged downstream.
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。 The laser device 2 oscillates the laser beam L in the -X direction. The laser device 2 is composed of a YLF laser (lithium yttrium fluoride (LiYF 4 ) laser). The laser device 2 is set to irradiate a laser beam L of about 527 nm with a repetition frequency of a pulse of about 1 kHz.
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。 The reflection mirror pair 3 reflects the laser beam L irradiated in the −X direction by the laser device 2 in the + X direction. The reflection mirror pair 3 has a pair of reflection mirrors 3a and 3b. The reflection mirror 3a reflects the laser light L traveling in the −X direction in the + Z direction. The reflection mirror 3b reflects the laser light L traveling in the + Z direction in the + X direction.
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。 The beam expander 4 expands the beam diameter of the laser light L. The beam expander 4 includes a convex spherical lens 11, a short-axis cylindrical lens 12, and a long-axis cylindrical lens 13. The short axis cylindrical lens 12 expands the beam diameter of the laser light L in the short axis direction. That is, the magnification factor of the laser beam L in the short axis direction is determined by the short axis cylindrical lens 12. The long-axis cylindrical lens 13 expands the beam diameter of the laser light L in the long-axis direction. That is, the magnification factor of the laser beam L in the long axis direction is determined by the long axis cylindrical lens 13.
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。 The short axis homogenizer 5 averages the energy distribution of the laser light L in the short axis direction (corresponding to the second direction of the claims). The short axis direction corresponds to the Z direction in the region where the short axis homogenizer 5 is disposed. The short axis homogenizer 5 includes short axis lens arrays 15 and 16 and a short axis condenser lens 17. The short axis lens arrays 15 and 16 divide the enlarged laser light L into a plurality of parts in the short axis direction. The short-axis lens arrays 15 and 16 have a structure in which a plurality of cylindrical lenses extending in the Y direction are arranged in the Z direction. The short axis condenser lens 17 condenses the laser light L divided in the short axis direction by the short axis lens arrays 15 and 16 in the short axis direction. The short axis condenser lens 17 is formed of a cylindrical lens extending in the Y direction.
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。 The long axis homogenizer 6 averages the energy distribution of the laser light L in the long axis direction (corresponding to the first direction of the claims). The major axis direction corresponds to the Y direction. The major axis direction and the minor axis direction are orthogonal (intersect). The long axis homogenizer 6 includes long axis lens arrays 21 and 22 and a long axis condenser lens 23. The long axis lens arrays 21 and 22 divide the laser light L condensed in the short axis direction into a plurality of parts in the long axis direction. The long-axis lens arrays 21 and 22 have a structure in which a plurality of cylindrical lenses extending in the Z direction are arranged in the Y direction. The long axis condenser lens 23 superimposes the laser light L divided in the long axis direction by the long axis lens arrays 21 and 22 in the long axis direction. The long axis condenser lens 23 is a cylindrical lens extending in the Z direction.
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。 The epi-illumination mirror 7 reflects the laser light L traveling in the + X direction to a gold thin film 33 described later.
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。 The projection lens 8 reduces the laser beam L by condensing it in the short axis direction and projects it onto the gold thin film 33. The projection lens 8 is a cylindrical lens extending in the long axis direction.
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。 The sample holder 9 includes a sample stage 25 and a quartz cell 26. The sample stage 25 moves the placed quartz cell 26 in the minor axis direction. The quartz cell 26 is made of a material that can transmit the laser light L. In the quartz cell 26, water 31, a glass substrate 32, and a gold thin film 33 as a sample are placed. The glass substrate 32 and the gold thin film 33 are placed in the water 31 stored in the quartz cell 26. The gold thin film 33 is formed on the glass substrate 32 by sputtering. The gold thin film 33 becomes gold fine particles having a particle size of about 10 nm when irradiated with the laser beam L. Instead of the gold thin film 33, gold fine particles may be dispersed in water.
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。 Next, a method for producing gold fine particles by the metal fine particle production apparatus 1 according to the first embodiment described above and a method for producing composite particles using the gold fine particles will be described.
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。 First, water 31 is put into the quartz cell 26. Next, the glass substrate 32 on which the gold thin film 33 having a thickness of about 200 nm is formed by sputtering is placed in the water 31 of the quartz cell 26. Thereafter, the quartz cell 26 is placed on the sample stage 25.
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。 Next, a laser beam L having a wavelength of about 527 nm is pulse-oscillated in the −X direction by the laser device 2 with a pulse repetition number of 1 kHz. Here, the energy distribution of the laser beam L is configured as a Gaussian distribution in both the major axis direction and the minor axis direction. That is, the energy distribution of the laser beam L is the largest at the center and gradually decreases toward the outer periphery. The laser light L is reflected in the + X direction by the reflection mirrors 3 a and 3 b of the reflection mirror pair 3.
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。 Next, the beam diameter of the laser light L is expanded by the beam expander 4 in the short axis direction and the long axis direction. Specifically, the beam diameter of the laser light L is transmitted through the convex spherical lens 11 and then expanded in the short axis direction by the short axis cylindrical lens 12. Thereafter, the beam diameter of the laser beam L is expanded in the long axis direction by the long axis cylindrical lens 13.
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。 Next, the energy distribution in the minor axis direction of the laser light L is averaged by the minor axis homogenizer 5. Specifically, the laser light L is divided into a plurality in the short axis direction by the short axis lens arrays 15 and 16. Thereafter, the laser light L is superimposed in the minor axis direction by the minor axis condenser lens 17. As a result, the energy distribution of the laser beam L having the largest center is averaged in the minor axis direction.
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。 Next, the energy distribution in the major axis direction of the laser beam L is averaged by the major axis homogenizer 6. Specifically, the laser beam L is divided into a plurality of parts in the long axis direction by the long axis lens arrays 21 and 22. Thereafter, the laser beam L is superimposed in the long axis direction by the long axis condenser lens 23. Thereby, the energy distribution of the laser beam L having the largest center is averaged in the major axis direction.
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。 Next, the laser beam L is reflected by the epi-illumination mirror 7 in the direction of the gold thin film 33.
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。 Next, the laser beam L is condensed in the minor axis direction by the projection lens 8. Thereby, the laser beam L is deformed into a linear beam having an energy density of about 1012 mJ / cm 2 and a length in the major axis direction of about 10 mm. As shown in FIG. 3, when the gold thin film 33 is irradiated with the linear laser beam L, the gold thin film 33 is deformed into gold fine particles 33a having a particle diameter of about several tens nm to about several nm. Thereafter, the sample stage 25 is moved in the short axis direction. As a result, as shown in FIG. 4, the gold thin film 33 is scraped in the region irradiated with the laser light L, and gold fine particles 33a are generated.
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。 Thereafter, magnetite, which is a magnetic particle having a particle size of several μm, is supplied and dispersed in the aqueous solution in which the generated gold fine particles 33a are dispersed. As a result, nano-scale composite fine particles in which the gold fine particles 33a are supported around the iron oxide are generated. The aqueous solution in which the gold fine particles 33a are dispersed looks pink due to the surface plasmon derived from the gold fine particles 33a. On the other hand, when the composite fine particles sink in the aqueous solution and the gold fine particles 33a decrease, the pink color disappears. Thereby, it turns out that the composite fine particle was produced | generated when the pink color of aqueous solution disappeared. The produced composite fine particles are used for pharmaceutical applications such as drug delivery, sensors, conductor materials, catalysts, and the like.
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。 Next, effects of the metal fine particle production apparatus 1 and the gold fine particle production method according to the first embodiment described above will be described.
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。 As described above, the metal fine particle manufacturing apparatus 1 according to the first embodiment includes the long axis homogenizer 6, so that the energy distribution of the laser light L in a Gaussian distribution state can be averaged in the long axis direction. Thereby, even if the beam diameter of the laser beam L is expanded in the major axis direction, the energy can be made large enough to generate the gold fine particles 33a in a wide region in the major axis direction. As a result, the metal fine particle manufacturing apparatus 1 can generate the gold fine particles 33a in almost the entire region of the laser beam L expanded in the long axis direction, and thus the manufacturing time required for manufacturing the gold fine particles 33a can be shortened.
（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。
(Experiment)
Next, an experiment performed to prove the effect of the first embodiment described above will be described.
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。 FIG. 5 is a TEM (transmission electron microscope) image of gold fine particles before laser irradiation. FIG. 6 is an enlarged photograph of the lower right portion of FIG. FIG. 7 is a TEM image of gold fine particles after laser irradiation for 30 seconds. FIG. 8 is a TEM image of gold fine particles after laser irradiation for 1 minute. FIG. 9 is a TEM image of gold fine particles after laser irradiation for 5 minutes. FIG. 10 is a TEM image of gold fine particles after laser irradiation for 5 minutes by a conventional manufacturing apparatus.
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。 The experiments in FIGS. 5 to 9 were performed using the metal fine particle manufacturing apparatus of the first embodiment described above. The sample is changed from a gold thin film to gold fine particles. Specifically, gold fine particles having a particle size of about 30 nm were placed in a quartz cell together with water. The quartz cell has a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a height of 40 mm. The quartz cell was irradiated with a laser beam having a wavelength of about 527 nm and a pulse repetition frequency of about 1 kHz from a YLF laser device, deformed into a linear shape. The length of the irradiated laser beam in the major axis direction (vertical direction) is about 10 mm. The energy density of the irradiated laser light is about 524.6 mJ / cm 2 . In a state where the linear laser beam was irradiated, the quartz cell was reciprocated in the minor axis direction (horizontal direction) at a speed of about 5 mm / s and a width of about 7 mm.
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。 In the experiment in FIG. 10, the laser light emitted from the same YLF laser apparatus was irradiated to the quartz cell containing the gold fine particles as it was without linearization.
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。 As shown in FIGS. 5 and 6, it can be seen that many gold fine particles having a particle diameter of about 30 nm are present before laser irradiation. Even in this state, it can be seen that gold fine particles having a particle diameter of about 10 nm are present in the lower right of FIG. 5, but the ratio is small.
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。 As shown in FIG. 7, FIG. 8, and FIG. 9, when the manufacturing apparatus according to the present invention is used to irradiate a laser for 30 seconds, 1 minute, and 5 minutes, gold fine particles having a particle size of about 10 nm to several nm are obtained. It can be seen that many are generated.
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。 On the other hand, as shown in FIG. 10, it can be seen that in the conventional manufacturing method, gold fine particles having a particle diameter of about 10 nm to several nm are hardly generated even after laser irradiation for 5 minutes.
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。 Thereby, compared with the case where gold fine particles are manufactured by the conventional metal fine particle manufacturing apparatus or manufacturing method, the manufacturing time can be shortened when the gold fine particles are manufactured by the metal fine particle manufacturing apparatus and the manufacturing method according to the present invention. Proven.
（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。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment in which a part of the above-described embodiment is changed will be described. FIG. 11 is a plan view of an apparatus for producing fine metal particles according to the second embodiment. FIG. 12 is a side view of an apparatus for producing fine metal particles according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is provided to the structure similar to embodiment mentioned above, and description is abbreviate | omitted.
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。 In the metal fine particle manufacturing apparatus 1A according to the second embodiment, the long-axis homogenizer 6A is configured in a waveguide form.
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。 As shown in FIGS. 11 and 12, the long-axis homogenizer 6A includes a long-axis introduction lens 41, a long-axis waveguide 42, and long-axis end-face transfer cylindrical lenses 43 and 44.
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。 The long-axis introduction lens 41 introduces the laser light L into the long-axis waveguide 42. The long-axis introduction lens 41 is a cylindrical lens extending in the Z direction.
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。 The long-axis waveguide 42 divides the laser light L introduced by the long-axis introduction lens 41 into a plurality of parts in the long-axis direction.
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。 The long-axis end-surface transfer cylindrical lenses 43 and 44 superimpose the laser light L divided by the long-axis waveguide 42 in the long-axis direction. The long-axis end surface transfer cylindrical lenses 43 and 44 are cylindrical lenses extending in the Z direction. The convex surface of the long-axis end-surface transfer cylindrical lens 43 is formed on the −X direction side. The convex surface of the long-axis end-surface transfer cylindrical lens 44 is formed on the + X direction side.
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。 Also in the metal fine particle manufacturing apparatus 1A according to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
（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。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment in which a part of the above-described embodiment is changed will be described. FIG. 13 is a plan view of an apparatus for producing fine metal particles according to the third embodiment. FIG. 14 is a side view of an apparatus for producing fine metal particles according to the third embodiment. In addition, the same code | symbol is provided to the structure similar to embodiment mentioned above, and description is abbreviate | omitted.
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。 In the metal fine particle manufacturing apparatus 1B according to the third embodiment, the short axis homogenizer 5B is configured in a waveguide form.
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。 As shown in FIGS. 13 and 14, the short-axis homogenizer 5 </ b> B includes a short-axis introduction lens 45, a short-axis waveguide 46, and a short-axis end-face transfer cylindrical lens 47.
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。 The short axis introduction lens 45 introduces the laser light L into the short axis waveguide 46. The short-axis introduction lens 45 is a cylindrical lens extending in the Y direction.
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。 The short-axis waveguide 46 divides the laser light L introduced by the short-axis introduction lens 45 into a plurality of parts in the short-axis direction.
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。 The short-axis end-face transfer cylindrical lens 47 superimposes the laser light L divided by the short-axis waveguide 46 in the short-axis direction. The short-axis end face transfer cylindrical lens 47 is a cylindrical lens extending in the Y direction. The convex surface of the short-axis end-face transfer cylindrical lens 47 is formed on the −X direction side.
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。 The metal fine particle manufacturing apparatus 1B according to the third embodiment can achieve the same effects as those of the first embodiment.
（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。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment in which a part of the above-described embodiment is changed will be described. FIG. 15 is a plan view of an apparatus for producing fine metal particles according to the fourth embodiment. FIG. 16 is a side view of the metal microparticle manufacturing apparatus according to the fourth embodiment. In addition, the same code | symbol is provided to the structure similar to embodiment mentioned above, and description is abbreviate | omitted.
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。 In the metal fine particle manufacturing apparatus 1C according to the fourth embodiment, a projection lens pair 8C is provided.
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。 As shown in FIGS. 15 and 16, the projection lens pair 8 </ b> C includes a long-axis projection lens (corresponding to the second condensing means in the claims) 51 a and a short-axis projection lens 51 b. The long axis projection lens 51a is a cylindrical lens extending in the short axis direction. The long-axis projection lens 51a condenses the laser light L and reduces it so as to have a predetermined width in the long-axis direction. The short-axis projection lens 51b is a cylindrical lens extending in the long-axis direction. The short-axis projection lens 51b condenses the laser light L and reduces it so as to have a predetermined width in the short-axis direction.
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。 The metal fine particle manufacturing apparatus 1C according to the fourth embodiment includes a projection lens pair 8C that reduces the laser light L so as to have a predetermined width in the major axis direction and the minor axis direction. As a result, the laser beam L whose energy distribution is averaged in the major axis direction and the minor axis direction by the homogenizers 5 and 6 can be transformed into a quadrangular shape by the projection lens pair 8C and irradiated onto the gold thin film 33.
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。 As a result, the metal fine particle manufacturing apparatus 1C according to the fourth embodiment can achieve the same effects as those of the first embodiment.
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。 As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail using embodiment, this invention is not limited to embodiment described in this specification. The scope of the present invention is determined by the description of the claims and the scope equivalent to the description of the claims. Hereinafter, modified embodiments in which the above-described embodiment is partially modified will be described.
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。 The shape, numerical value, arrangement, material, and the like shown in each embodiment described above can be changed as appropriate.
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。 Moreover, you may combine a part of structure of each embodiment with other embodiment.
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。 A YAG laser, a semiconductor laser, an excimer laser, a CO 2 laser, a glass laser, a YVO 4 laser, or the like can be applied to the laser device.
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。 You may apply this invention to the manufacturing apparatus or manufacturing method of a metal microparticle for manufacturing metal microparticles, such as platinum, copper, and silver.
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A, 1B, 1C Metal fine particle manufacturing apparatus 2 Laser apparatus 3 Reflecting mirror pair 3a, 3b Reflecting mirror 4 Beam expander 5, 5B Short axis homogenizer
6, 6A Long axis homogenizer (corresponding to the first energy averaging means in the claims)
7 epi-illumination mirror 8 projection lens (corresponding to first condensing means in claims)
8C Projection lens pair 9 Sample holder 11 Convex spherical lens 12 Short axis cylindrical lens 13 Long axis cylindrical lens 15 Short axis lens array 17 Short axis condenser lens 21 Long axis lens array 23 Long axis condenser lens 25 Sample Stage 26 Quartz cell 31 Water 32 Glass substrate 33 Gold thin film 33a Gold fine particle 41 Long-axis introduction lens 42 Long-axis waveguide 43, 44 Long-axis end face transfer cylindrical lens 45 Short-axis introduction lens 46 Short-axis waveguide 47 Short-axis end-face transfer cylindrical lens 51a Long-axis projection lens (corresponding to the second condensing means in claims)
51b Projection lens L for short axis Laser light
Claims (9)
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。 A laser device for irradiating laser light;
A beam expander for expanding the beam diameter of the laser light;
An apparatus for producing fine metal particles, comprising: first energy averaging means for averaging the energy distribution of the expanded laser beam in a first direction.
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。 Expanding the beam diameter of the laser light emitted from the laser device;
And a step of averaging the energy distribution of the expanded laser beam in a first direction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009202559A JP5446618B2 (en) | 2009-09-02 | 2009-09-02 | Metal fine particle production apparatus, metal fine particle production method, and composite fine particle production method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009202559A JP5446618B2 (en) | 2009-09-02 | 2009-09-02 | Metal fine particle production apparatus, metal fine particle production method, and composite fine particle production method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011052281A JP2011052281A (en) | 2011-03-17 |
| JP5446618B2 true JP5446618B2 (en) | 2014-03-19 |
Family
ID=43941579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009202559A Active JP5446618B2 (en) | 2009-09-02 | 2009-09-02 | Metal fine particle production apparatus, metal fine particle production method, and composite fine particle production method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5446618B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5866690B2 (en) * | 2009-09-04 | 2016-02-17 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | Method for producing spherical nanoparticles and spherical nanoparticles obtained by the production method |
-
2009
- 2009-09-02 JP JP2009202559A patent/JP5446618B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2011052281A (en) | 2011-03-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10741399B2 (en) | Femtosecond laser-induced formation of submicrometer spikes on a semiconductor substrate | |
| US9636777B2 (en) | Laser micro/nano processing system and method | |
| Meijer et al. | Laser machining by short and ultrashort pulses, state of the art and new opportunities in the age of the photons | |
| US10780525B2 (en) | Device for mask projection of femtosecond and picosecond laser beams with blade, mask, and lens system | |
| JP5531261B2 (en) | Laser processing method, laser processing method using circularly polarized light vortex laser beam, method for producing member having needle-like body, and member having needle-like body | |
| Nakajima et al. | Generation of micro/nano hybrid surface structures on copper by femtosecond pulsed laser irradiation | |
| He et al. | Maskless laser nano-lithography of glass through sequential activation of multi-threshold ablation | |
| Barthels et al. | High precision ultrashort pulsed laser drilling of thin metal foils by means of multibeam processing | |
| JP5446618B2 (en) | Metal fine particle production apparatus, metal fine particle production method, and composite fine particle production method | |
| JP2006231353A (en) | Laser modification method using ultrashort pulse laser | |
| Lu et al. | Nanochannels with a 18-nm feature size and ultrahigh aspect ratio on silica through surface assisting material ejection | |
| Lin et al. | Rapid fabrication of silver nanowires through photoreduction of silver nitrate from an anodic-aluminum-oxide template | |
| JP2011176116A (en) | Laser medium and laser processing device | |
| JP6355194B2 (en) | Removal processing apparatus and method for semiconductor substrate | |
| JP5965194B2 (en) | Method for forming fine structure | |
| JP2009045637A (en) | Laser beam machining apparatus | |
| Abramov et al. | Femtosecond laser-induced formation of surface structures on Silicon and glassy Carbon surfaces | |
| JP7196718B2 (en) | Manufacturing method and modification apparatus for micro-hole optical element | |
| Lorenz et al. | Pattern transfer, self-organized surface nanostructuring, and nanodrilling of sapphire using nanosecond laser irradiation | |
| Barmina et al. | Laser-Induced Standing Capillary Waves on Glassy Carbon and Their Polymer Replicas | |
| Farrokhi | Investigation into surface texturing by magnetic field assisted laser-produced plasma | |
| JP2003260577A (en) | Laser beam machining method | |
| JP2014226690A (en) | Device and method for manufacturing diamond tool | |
| CN116367955A (en) | Method for separating ultra-thin glass | |
| Meijer et al. | Laser machining by short and ultrashort pulses, state of the art |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120724 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131126 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131203 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131219 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131216 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5446618 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |