2025年6月10-13日に、三重県伊勢市で開催されました第9回先進レーザー加工に関する国際会議（The 9th International Congress on Laser Advanced Materials Processing (LAMP2025)）にて、D2川端祥太がThe LPM2025 Outstanding Student Paper Award (Oral)を受賞しました。

題目：Circularly polarized GHz burst mode laser processing for complex periodic surface nanostructuring

内容：GHzバーストモードという特殊なモードで発振するフェムト秒レーザー光を、半導体材料であるシリコン表面と金属材料であるチタン表面に円偏光で集光照射すると、2次元の特異な形状のナノ周期構造が形成されることを世界で初めて発見しました。この現象を用いることにより、新たな微細加工技術としての応用が期待されます。

2025年1月21-23日に、広島国際会議場で開催されましたレーザー学会学術講演会第45回年次大会にて、M1(当時)住本武優が論文発表奨励賞を受賞しました。

題目：ビーム整形および2光束干渉を用いたフェムト秒レーザー誘起表面周期構造の均一化

内容：フェムト秒レーザー光の強度分布を正方形領域で一定とした後、2ビームを重ねることによって生じる干渉縞を使い、直線性の良い周期構造を固体表面に直接均一に形成できる技術を開発しました。光電子デバイス製造、生体医用デバイス製造などの産業分野への利用が期待されます。

The 9th International Congress on Laser Advanced Materials Processing (LAMP2025, 三重県伊勢市)にて、2025年6月10-13日に宮地研が関わる３件の発表を行いました。

[P-04] Poster

Control of microbial growth using Ti surfaces microstructured by GHz burst mode femtosecond laser

*Shota Kawabata1,2, Shigeru Uchiyama1, Takashi Isoshima1, Kazunari Ozasa1, Kotaro Obata1, Godai Miyaji2, Koji Sugioka1 (1. RIKEN Center for Advanced Photonics (Japan), 2. Tokyo University of Agriculture and Technology (Japan))

[P-28] Poster

Femtosecond Laser Fabrication of large-scale 3D microfluidic chips made of transparent fluoropolymer CYTOP

*Sota Matsumoto1,2, Mirai Hanzawa1,2, Kotaro Obata1, Godai Miyaji2, Koji Sugioka1 (1. RIKEN (Japan), 2. TUAT (Japan))

[25-01] Oral

Circularly polarized GHz burst mode laser processing for complex periodic surface nanostructuring

*Shota Kawabata1,2, Shi Bai1, Kotaro Obata1, Kazunari Ozasa1, Godai Miyaji2, Koji Sugioka1 (1. RIKEN Center for Advanced Photonics (Japan), 2. Tokyo University of Agriculture and Technology (Japan))

2025年5月25日に、電気学会 光・量子デバイス研究会（プロム宮古島1、テーマ「次世代レーザプロセシング技術」）にて、宮地研が関わる研究成果を2件発表しました。

[OQD-25-001] 数サイクル7fsレーザーパルスを用いたダイヤモンドNV中心の形成

◎石出一真（東京農工大学）, 奈良崎愛子（産業技術総合研究所）, 宮地悟代（東京農工大学）

[OQD-25-010] フェムト秒レーザ誘起微細表面構造を利用した寒天培地上の微生物増殖制御

○川端祥太（理化学研究所 光量子工学研究センター/東京農工大学）, 内山　茂, 礒島隆史, 尾笹一成, 小幡孝太郎（理化学研究所 光量子工学研究センター）, 宮地悟代（東京農工大学）, 杉岡幸次（理化学研究所 光量子工学研究センター）

※ユキシオステーキ。（宮古牛鉄板焼）

新しく4名の4年生が配属しました。研究室の学生は合計13名です。

学部生4名、博士前期過程学生4名が卒業しました。

国立大学法人 東京農工大学 大学院工学研究院 先端物理工学部門 宮地 悟代 教授、同大学院学生 長井 大輔 氏(当時)、三善 武碩 氏と、国立研究開発法人 産業技術総合研究所 電子光基礎技術研究部門 奈良崎 愛子 総括研究主幹、高田 英行 主任研究員、吉富 大 主任研究員は共同で、レーザー加工によりガラス表面にナノメートルサイズの周期構造（ナノ周期構造）を低欠損で形成するデータ駆動型レーザー加工技術を開発しました。ポイントは以下の3つです。

• ガラス表面へのナノ加工時の欠損率を従来法と比べて約30分の1に低減
• 光学シミュレーションによりナノ周期構造形成時のガラスの透過率が高くなる原因を解明
• 低反射などの機能を必要な部分に位置選択的に付与した光学部品製造に貢献

掲載論文情報
掲載誌：Light: Advanced Manufacturing

出版日：2025年3月18日付（電子版）

論文名：Stable fabrication of femtosecond-laser-induced periodic nanostructures on glass using real-time monitoring and active feedback control

著者名：Godai Miyaji*, Daisuke Nagai, Takemichi Miyoshi, Hideyuki Takada, Dai Yoshitomi, Aiko Narazaki*

DOI　：10.37188/lam.2025.003

Abstract: Femtosecond laser pulses can be employed to directly form periodic nanostructures on solid surfaces, including hard materials such as diamond and sapphire, via ablation. Thus, this technique is promising for industrial nanofabrication applications. However, the stable formation of uniform nanostructures is challenging because of their high sensitivity to changes in processing conditions, such as the surface roughness of materials and laser power. Herein, we report a real-time monitoring and control approach for fabricating high-quality nanostructures on glass surfaces. We measured the reflectance and transmittance of a laser-irradiated surface simultaneously and determined their specific values corresponding to the formation of a uniform nanostructure with a period of 200 nm and depth of 1 μm. By utilising these values as feedback signals in a proportional-integral-derivative control system, we adjusted the laser power during irradiation to form a uniform nanostructure. This approach led to a significant reduction in the defect ratio of the nanostructure (~2.4%), which represents a 10-fold reduction compared with uncontrolled processing. Our results demonstrate the potential for the stable and direct fabrication of high-quality nanostructures on solids and offer a valuable method for the quality assurance of nanostructures for various applications.

産総研プレスリリース

東京農工大プレスリリース

2025年3月18日に、令和7年度電気学会全国大会（明治大学 中野キャンパス）にて、宮地が招待講演をしました。

シンポジウムS-10「持続可能社会へ向けたエコシステム材料・レーザプロセスによるナノ構造・デバイス応用の最先端」

[S-10] フェムト秒レーザ誘起周期構造の形成メカニズムと応用

2025年3月16日に、第72回応用物理学会春季学術講演会（東京理科大 野田キャンパス）にて、宮地研が関わる研究成果を発表しました。

[16a-K506-5] 透明フッ素樹脂素材CYTOPで作製した3次元マイクロ流体チップの大面積化

〇松本 颯太1,2、半澤 未来1,2、小幡 孝太郎1、宮地 悟代2、杉岡 幸次1 (1.理研 光量子、2.東京農工大)

[16p-K506-1] GHzバーストモードフェムト秒レーザー誘起表面微細周期構造 による微生物増殖抑制効果の検討

〇(DC)川端 祥太1,2、内山 茂1、礒島 隆史1、尾笹 一成1、小幡 孝太郎1、半澤 未来1,2、宮地 悟代2、杉岡 幸次1 (1.理研 光量子、2.東京農工大)

2025年3月10日に、第 24 回レーザー学会東京支部研究会（日本大学理工学部 駿河台キャンパス）にて、宮地研の石出一真がポスター発表しました。

[Py-07]  数サイクルフェムト秒レーザーパルスを用いたダイヤモンドNV中心の形成過程

〇石出 一真1， 奈良崎 愛子2，宮地 悟代1 

1. 東京農工大学大学院工学府化学物理工学専攻， 2. 産総研 

国立大学法人東京農工大学 大学院工学研究院先端物理工学部門の宮地 悟代 教授、同大学大学院工学府化学物理工学専攻の住本 武優 氏らの研究チームは、チタン表面に高強度のフェムト秒レーザーパルス[注2]を照射するだけで、周期が490 ナノメートル（nm；ナノメートルは1ミリメートルの百万分の一）で一定で直線性の良いナノ構造体を、固体表面から直接削り出だせる技術を開発しました。この技術により、固体表面に撥水性や親水性のような力学的制御機能だけでなく、光の反射や吸収などこれまでにない光学的制御機能を容易に与えることができると期待されます。

プレスリリース記事

掲載論文情報

掲載誌：nanomaterials

出版日：2025年2月25日付（電子版）

論文名：Formation of homogeneous nanostructure via interference of square flattop femtosecond laser pulses

著者名：Takemasa Sumimoto & Godai Miyaji*

https://www.mdpi.com/2079-4991/15/5/355

DOI　：10.3390/nano15050355

We report on the formation of homogeneous nanostructures using a two-step ablation process with square flattop beams of femtosecond (fs) laser pulses. The Gaussian beam output from a ytterbium fs laser system was converted to a square flattop beam by a refractive beam shaper and a square mask. This beam was split into two with a diffraction optical element, and then the downsized beams were spatially and temporally superimposed on a titanium surface. In the first step, the interference fringes of these two beams formed grooves with a period of 1.9 µm through ablation. Next, the surface was irradiated at normal incidence by a single beam to form a homogeneous line-like nanostructure with a period of 490 nm in a 53 μm square area. This nanostructure had a constant period and was formed over 95% of the laser-processed area, indicating that the ratio between the nanostructure and modification area was over six times larger than that for a Gaussian beam.

2025年1月27-29日に、サンフランシスコ（アメリカ）で開催されました第30回マイクロ電子・光電子デバイス製造のためのレーザー応用に関する国際会議（Laser Applications in Microelectronic and Optoelectronic Manufacturing (LAMOM) XXX in SPIE. Photonics West 2025）にて、M１住本武優がBest Student Poster Awardを受賞しました。

題目：Homogeneous periodic surface nanostructures formed by interference of square flattop femtosecond laser pulses

内容：フェムト秒レーザー光の強度分布を正方形領域で一定とした後、2ビームを重ねることによって生じる干渉縞を使い、均一で直線性の良い周期構造を固体表面に直接形成できる技術を開発しました。この技術を使うとレーザー照射部の約96%を単一空間周期の微細構造で埋め尽くすことが可能となるため、光電子デバイス製造などの産業分野への利用が期待されます。