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透明物質中でのピコ秒フォノン伝播の可視化

Research Project

Project/Area Number 16760044
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Applied physics, general
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

友田 基信  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30344485)

Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2004: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
Keywords超音波 / ポンプ・プローブ法 / ピコ秒レーザー音響法 / 逆問題解析 / トモグラフィー / リアルタイムイメージング
Research Abstract

物質内部のナノメートルスケールの局所的な物理性質を非破壊的に測定する方法として、レーザーピコ秒超音波法がある。この方法は、ポンプ光で試料に励起した超音波パルスの波形変化を、プローブ光で検出する技術である。検出には、ひずみによって試料表面近傍の光学的性質が変化することを利用しており、試料内部の物理的な変化を実時間で測定することが可能である。透明な試料に対して、プローブ光の反射率から各時刻におけるピコ秒超音波によるひずみの空間分布を求めることが本研究の目的である。プローブ光の反射率の角度依存性・波長依存性からひずみの空間分布を求める測定を行う。測定にはフェムト秒レーザーによるポンプ・プローブ法を用いる。
本年度は、昨年度の反射率の角度依存性からひずみの空間分布を求める実験および解析手法を構築を元に、BK7ガラス上に金薄膜を蒸着した試料を用いて、金薄膜で励起されたピコ秒超音波がBK7ガラス中を伝播してゆく様子を可視化した。実験は、2色の光パルスを用いたポンプ・プローブ法で行った。ポンプ光により試料中にピコ秒超音波パルスを励起・伝播させ、試料を回転させながらプローブ光の反射率を測定した。本年度の研究により、超音波パルスの周波数分布と角度走査による反射率変化の信号強度に相関があることが新たにわかった。そのため、より最適な実験条件として、励起される超音波の周波数をプローブ光レーザーの波長や実験可能な角度スキャンの範囲に合わせるため、超音波励起用の金属薄膜の材質として金を、プローブ光の波長として830nmを選択し、角度スキャンの範囲を10-80度とした。これにより、昨年度の実験条件をさらに改善し、よりこの測定方法の実験精度を高めることができた。

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2005 2004

All Journal Article (4 results)

  • [Journal Article] 超高速光トモグラフィー法によるピコ秒音響波パルス伝播の伝播2005

    • Author(s)
      友田基信
    • Journal Title

      2005年秋季 第66回応用物理学会学術講演会講演予稿集 3

      Pages: 869-869

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Visualization of picosecond phonon strain pulses in a transparent medium2004

    • Author(s)
      M.Tomoda
    • Journal Title

      11th international conference on Phonon Scattering in Condensed Matter, book of abstracts

      Pages: 177-177

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 透明物質中を伝播するピコ秒超音波パルスのイメージング2004

    • Author(s)
      友田 基信
    • Journal Title

      日本物理学会講演概要集第4分冊 第59巻第2号

      Pages: 850-850

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Imaging of picosecond longitudinal acoustic pulses in a transparent medium2004

    • Author(s)
      Motonobu Tomoda
    • Journal Title

      第25回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集

      Pages: 241-242

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

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Published: 2004-04-01   Modified: 2016-04-21  

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