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論文 |
論文
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山田, 啓司 ; 上田, 隆司 ; 細川, 晃 ; 田中, 隆太郎 ; 堀居, 直幸 ; Yamada, Keiji ; Ueda, Takashi ; Hosokawa, Akira ; Tanaka, Ryutaro
概要:
金沢大学理工研究域機械工学系<br />レーザを用いた歯科治療における窩洞形成時の熱損傷を監視する装置を開発し,その有効性について検証している.装置は,光ファイバ,分光器およびイメージセンサーから成っており,レーザ照射時に発生するプルーム光
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を観測している.硬組織に熱損傷が生じる際には,波長560nmの強い輝線スペクトルが観測され,損傷なく窩洞が形成される場合には,輝線スペクトルは観測されない.<br />出版者照会後に全文公開
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青木, 慎太郎 ; 葛西, 惇士 ; 上田, 隆司 ; 細川, 晃 ; 古本, 達朗 ; 田中, 隆太郎 ; Aoki, Shintaro ; Kasai, Atsushi ; Ueda, Takashi ; Hosokawa, Akira ; Furumoto, Tatsuaki ; Tanaka, Ryutaro
概要:
金沢大学理工研究域機械工学系<br />歯質表面にレーザ照射した時、レーザ光は吸収され表面は加熱される。溶融した歯質は再凝固層を形成し、また一部は蒸散する。この時、衝撃力が発生することが知られている。そこで本研究では、この衝撃力をひずみゲー
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ジとホプキンソン棒を組み合わせた衝撃試験装置により測定し、レーザ照射によって生じる物理現象が、歯科治療における殺菌効果に与える影響やそのメカニズムについて考察し解明することを目的としている。<br />出版者照会後に全文公開
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論文 |
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森本, 章治 ; Morimoto, Akiharu
概要:
レーザアブレーション(PLA)法の特徴として堆積粒子にクラスタやミクロンサイズのdroplet(液滴状粒子)を含んでいる事が挙げられる。PLA法では一般的にdropletの生成を抑制しなければいけないとされてきた。しかし、本研究ではdrop
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letを逆に積極的に生成し、本来気相プロセスであるPLA薄膜堆積法で液相エピタクシ(LPE)法のような結晶成長を試みたものである。なお、LPE法は堆積速度が早く、欠陥の少ない良好な結晶性の薄膜成長が可能であることが知られている。以降、Dropletを用いた本手法をLaser Droplet Epitaxy(LDE)法と呼ぶことにする。 LDE成長に最適な材料として最初にGeを選定した。これは組成ずれの心配がなく融点も低く、応用上も重要であるからである。Nd^<3+>:YAGレーザの第2高調波を用いてGe薄膜の堆積を室温で堆積を行い、大量のdropletが基板上で生成されることを確認した。そこで、600℃にまで基板温度を上げてSi基板に堆積を行ったところ、面垂直方向のみならず、面内配向も基板結晶方位にそろってGe薄膜がエピタクシャルに成長していることが確認された。この結果は、GeのLDE成長に成功したことを示すものである。 次に、マイクロ波帯で静磁波デバイスへの応用が期待されているフェリ磁性ガーネットYttrium Iron Garnet(YIG)薄膜の作製を行った。Nd^<3+>:YAGの第2高調波を用いて作製条件を最適化し、(111)GGG基板上で優先的に[111]配向したYIG薄膜を得ることができた。面内配向もそろった完全なエピタキシャル膜ではないが、かなり良好な結晶性であることがわかった。また、マイクロ波帯での伝搬損失の指標となる磁気共鳴(FMR)幅【right filled triangle】H=7.5Oeを有することが確認された。この値は、1Oe以下の値が報告されているLPE膜には及ばないが、気相法で作製された薄膜の中では良好なものである。<br />Pulsed laser ablation (PLA) is known to have quite unique features in deposition process, I.e., the depositing particles consist of atomic species, clusters, and molten droplets with micron size. The aim of this study is to investigate the fabrication process of thin-film depositions by PLA using the molten droplets. In PLA process, it has been believed that droplets must be eliminated. Liquid phase epitaxy (LPE) is equilibrium process, while vapor phase epitaxy (VPE) is non-equilibrium process. In order to grow a high quality film with a low defect density, crystal growth by PLA using large number of molten droplets will be an attractive technique that allows LPE-like crystal growth using VPE-like vacuum system.First, germanium (Ge) was employed for this study. The second harmonic of YAG laser (532 nm) was employed for producing Ge droplets efficiently. Ge film prepared at room temperature was found to have a large number of solidified droplets on the substrate. As the substrate temperature was elevated up to 600 ℃ , Ge film was formed as island structure on (100)Si substrates. The x-ray pole figure measurement revealed that Ge film showed growth of Ge crystal aligned in plane as well as out of plane in a manner of cube-on-cube.Yttrium Iron Garnet (YIG) was the second target for this study. YIG is known to be a excellent material for microwave applications. YIG films were grown by PLA on (111)GGG substrates using the YAG laser. Highly oriented YIG crystal were grown on the (111)GGG substrate heated at 860 ℃ by PLA using a large number of molten droplets, suggesting an LPE-like growth. This YIG films shows a small ferromagnetic resonance linewidth of 7.5 Oe. This value is quite small for films prepared by vapor-phase epitaxy techniques.<br />研究課題/領域番号:10450006, 研究期間(年度):1998–1999<br />出典：「レーザドロプレットエピタクシ法による高品質電子材料薄膜の作製」研究成果報告書 課題番号10450006(KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）) 本文データは著者版報告書より作成
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上田, 隆司 ; Ueda, Takashi
概要:
金沢大学工学部<br />レーザによる治療では,照射によって歯質を溶かし蒸発させる除去形態をとることから,患部は瞬間的にせよ相当の高温になると考えられる,発熱が大きすぎると,歯髄の温度が上がり,痛みを感じるだけでなくその変質をまねき,時には
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歯髄は死んでしまう.本研究は,光ファイバ型2色温度計を用いて,歯にパルスレーザ照射した際のフラッシュ温度測定を行う方法について検討するとともに,歯における熱伝導現象を工学的な立場から検討することにより,レーザによる歯の治療を安全にかつ効率よく行う方法を確立することを目的としておこなった.得られた主な結果をまとめると次のようになる.(1)本温度測定法により,歯のレーザ照射部の温度を計測することができる.(2)照射するレーザエネルギーが一定の場合,短時間に強いレーザパワーを与えた方が照射温度は高くなる.(3)照射するレーザの強さ(パワー)が一定の時,照射時間を長くすれば,照射温度は高くなる.(4)う蝕部と健全部のレーザ吸収率の差から,条件を適当に選べば400℃近い温度差を生じさせることが可能であり,う蝕部のみを除去する治療の可能性が十分にある.(5)歯組織の熱伝導率が小さいため,温度勾配が急となり内部への影響は小さくなるが,エナメル質に比べて吸収率が大きく透光性のよい象牙質では,熱が深部にまで到達するため注意を要する.(6)Er-YAGレーザは水に対する吸収率が大きいことから,大部分が歯表面で吸収され,歯髄に及ぼす熱の影響はNd-YAGレーザよりもはるかに小さく抑えられる.このため,レーザエネルギーを上げて,大きな除去量を得ることも可能である.(7)Nd:YAGレーザで歯の割れが生じる原因について調べたところ,熱応力によるひび割れはEr-YAGレーザでも起こる.また,レーザの照射方法に工夫すればNd:YAGレーザにおいても熱亀裂を防ぐことができる.<br />The flush temperature of a dental hard tissue irradiated with pulsed YAG laser is measured using a two-color pyrometer with an optical fiber. This pyrometer consists of a chalcogenide optical fiber and a laminated infrared detector.The influence of the laser power on the temperature of the dental tissue is investigated, and the relation between the laser power and the removal volume of the dental tissue is obtained. In order to examine the thermal damage on the dental tissue, hardness and bending strength of the tissue are measured after being heated electrically at various temperature. FEM thermal analysis is conducted to estimate the temperature distribution in a teeth and to discuss the influence of heat flux on the dental pulp. The result obtained are as follows. The appcarance of the tissue begins to change at about 200℃ and its hardness decreases with the increase of temperature. Its bending strength starts to decrease at about 50℃. Only the carious tissue can be removed from the cavity due to the large difference of energy absorptivity between the tissue and the carious one. It is possible to protect the dental pulp from thermal damage, because the temperature gradient in the teeth is very steep due to the small thermal conductivity of the dental tissue.<br />研究課題/領域番号:11470413, 研究期間(年度):1999 – 2000<br />出典：「YAGレーザによる歯科治療の照射温度に関する研究」研究成果報告書 課題番号11470413（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-11470413/114704132000kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/)を加工して作成
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山田, 啓司 ; Yamada, Keiji
概要:
金沢大学理工研究域<br />Siウエハを一定速度で移動させながらパルスYAGレーザを照射する方法で割断加工を行った.加工中は,光ファイバ型2色温度計を用いて照射部温度を測定すると同時に,ウエハ上にセンサを取り付けて割断の際に発生するAE(
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Acoustic Emission)波を測定した.測定した照射部温度より割断条件を温度の面から検討し,レーザ照射面および割断面における加工損傷・精度と温度との関係を明らかとした.加工中に測定したAE波から,割断加工に要する主き裂発生と加工物の欠けなどの原因となる副き裂発生の判別が可能となった.測定したAE波発生のタイミングから主き裂発生時の応力分布をFEM熱応力解析によって求めることが可能となった.熱応力解析においては,より正確な解析結果を得るために,解析に先立ちシリコンウエハのレーザ光吸収率を積分球を用いて測定した.解析により得られた応力分布から,き裂先端周囲の応力拡大係数を計算した.解析によって求めた応力拡大係数は,別の材料試験によって求めたシリコンウエハの破壊靭性値と比較し,き裂が進展してAE波が発生する際にき裂先端の応力拡大係数が破壊靭性地と等しくなることを示し,割断加工の基本的メカニズムを明らかとした.また,他のセラミックス材料にもレーザ割断加工を適用して,アルミナ,Al_2O_3, Si_3N_4,ジルコニア,ガラスの割断加工を行い,それぞれの加工精度,加工損傷について評価を行った.これら材料の割断加工においてはパルスYAGレーザのほかに,連続発振のYAGレーザ,C0_2レーザを用いて,加工材料によって最適な加工条件を明らかとしている.<br />研究課題/領域番号:12750095, 研究期間(年度):2000-2001<br />出典：「YAGレーザを用いたシリコンウエハの精密割断加工システム」研究成果報告書 課題番号 12750095（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-12750095/)を加工して作成
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