所望のレーザ強度分布を設計する走査制御技術

走査速度や軌跡を精密に設計できるため、微粒子制御や描画精度の向上に貢献

概要

　従来のレーザ走査制御では、照射位置の時間変化を最適化しても、任意の目標強度分布に高精度で一致させることが難しく、光ピンセットによる微粒子制御や描画・造形の精度向上に限界があった。本発明は、目標強度分布情報に基づいて走査パターンを逆算・最適化し、強度のつり合いを調整するとともに、照射する位置とタイミングの関係を精密に制御することで、実際のレーザ強度分布を理想的な目標分布に近づけることができる。これにより、任意形状の強度分布を高精度に実現でき、微粒子操作、マスクレス露光、光造形などへの応用可能性を広げる。
　さらに、この技術を基盤として、数学の「最適輸送理論」が予測する熱力学的な最小エネルギーコストでの粒子輸送を世界で初めて実験的に実証しており、次世代の超省エネ情報処理技術や精密なナノマシン設計の原理を確立する画期的な技術としても期待される。

レーザーを高速で走査して任意形状のポテンシャルを作る

応用例

・マスクレス露光装置
・光造形３Ｄプリンタ
・次世代の超省エネ情報処理装置

関連文献

Nature Communications volume 16, Article number: 10424 (2025)
東北大学プレスリリース「『最適輸送』でエネルギーコストの原理的限界を達成
https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2025/12/press20251202-01-ene.html

知的財産データ

知財関連番号　： 特開2026-36588　
発明者　　　　： 鳥谷部　祥一、中山　洋平、及川　晋悟、沙川　貴大、伊藤　創祐
技術キーワード： 光ピンセット、マスクレス露光装置、光造形３Dプリンタ、最適輸送理論