学部・研究科案内

教員詳細

吉木 啓介 [よしき けいすけ]
助教|工学博士
メールアドレス yoshiki@eng.u-hyogo.ac.jp
吉木 啓介

研究テーマ1:高強度光に対応した位相・偏光 空間光変調器(透過型)

[やりたいこと:高強度レーザーの位相,偏光分布を自由に制御]
光の偏光,位相を自由に制御するための液晶デバイス,偏光モード変換器 (Polarization mode converter: PMC)も開発しました.高強度光に対応し,偏光は楕円偏光も含めた完全な制御を行います.設計は兵庫県立大学,製造はオオアサ電子.現在は,成果有体物としての提供を行なっています. 本液晶デバイスは既設の光学機器に挿入するだけで,光の位相,偏光分布を自由に制御出来ます.ただそれだけの機能です.しかし,それゆえ応用範囲は非常に広く,光学技術が介在する至るところに波及します.光計測,画像計測はもちろん,光マニピュレーション,通信に応用できることが知られているほか,従来の液晶では困難だったレーザー加工,光加減速,LIDERなどの高強度光を使用する用途にも使え,100Wのレーザーでも使用可能です.ようやく安定して素 子を供給できる体制が整い,幾つかの企業,研究期間による評価を受けている段階です.

[オンラインプレゼンテーション]

研究テーマ2:光の焦点を詳しく見てみると: フォーカスエンジニアリング

[やりたいこと:光の焦点の形を自由に制御したい]
一般には,ただの点としか認識さてない光の焦点を拡大視してみると,実は様々な形状があり,それを自由に制御し得るのだということを示したいと思います. より小さい焦点や,穴の空いた焦点,焦点の中に焦点が多数ある焦点や,光の電場が特定方向に向いた焦点などが生成可能です.その応用範囲は非常に広く,光 学技術が介在する至るところに波及します.
[オンラインプレゼンテーション]

研究テーマ3:超臨界流体中でレーザー加工すると...

[深くて細い穴あけ加工]
超臨界二酸化炭素(およそ70気圧,30℃の二酸化炭素)の中でレーザー加工を行うと,細くて深い穴あけ加工が出来ました.これは,超臨界二酸化炭素の流動特性と関係があると考え,その加工原理の解明と原理に基づく最適加工法の完成を目指しています.また,永久気体とも言われる超臨界流体中での加工挙動は,一般の気中レーザー加工に対する理解ももたらしてくれます.

[オンラインプレゼンテーション]

研究テーマ4:コラーゲンでミクロの圧電体をつくる

[やりたいこと:独立駆動型ナノマイクロマシン]
細菌やウィルスのように一体一体が独立運動し,集団でひとつの仕事をするμm,nmオーダーのマイクロマシンを作ることが目標です.

[問題点:電源,制御]
現在普及しているマイクロマシンは電子部品の一種として機械の中に組み込まれています.そうしないと電力の供給や制御ができないからです.かといって太陽 電池を組み込むと太陽電池の方が大きくなってしまします.

[解決法:光による駆動,制御]
太陽電池とは異なる方法により,光による電力の供給,制御を行うことで,独立駆動型医用ナノマイクロマシン(図1)を実現します.材料は生体物質である コラーゲン,動力源となる光は量子的な性質を応用します.構造はカプセル状で薬剤として体内に拡散します.そして患部に光を集光すると,その部位に浮遊し ているマシンが内部の薬剤を放出します.これを実現するため,以下の技術を開発中です.
・創る:ナノマシンの部品となるコラーゲンでできたワイヤ,シートを作っています(図2).
・観る:変形するマシンにかかる変形や負荷を計測し,マシン作りに役立てます.
・動かす:光整流という現象を利用してエネルギーの伝達やマシンの制御を行います.

[発展:細胞への応用]
細胞やウィルスも機械のようなものです.よって,ナノ・マイクロマシンを観たり動かしたりするために培った技術は,実際の生物を遠隔操作するためにも使え るかも知れません.ナノ・マイクロマシンの究極のお手本ともいえる細胞.その観察や操作によって,より複雑な機能をもつナノマイクロマシンを実現できるか もしれません.

  • 独立駆動型生体医療ナノマシン

    図1 独立駆動型生体医療ナノマシン

  • ナノマイクロマシンの素材(ワイヤとシート)

    図2 ナノマイクロマシンの素材(ワイヤとシート)


[オンラインプレゼンテーション]


研究補助(現在)

・平成28年度 公益財団法人 天田財団 重点研究開発助成
「高出力レーザー用液晶素子と超臨界流体中レーザー加工を用いた金属の高効率超深穴加工」
・平成28年度(研究補助)「RING!RING!プロジェクト」小型自動車等機械工業振興事業に関する補助事業
「高効率レーザー溝加工のため耐熱液晶光学素子の開発補助事業」
「RING!RING!プロジェクト」