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Measurement of momentum transfer process during light reflection using optical frequency comb

Research Project

Project/Area Number 17K14320
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Condensed matter physics I
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Tani Shuntaro  東京大学, 物性研究所, 助教 (80711572)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywords超短パルスレーザー / 形状変化 / 光と物質の相互作用 / 光の運動量転写 / 物質の変性 / 光物性 / 光周波数コム
Outline of Final Research Achievements

This study aims to reveal the momentum transfer process from ultrashort laser pulse to material when the laser pulse is focused onto the material. We have developed a system to measure the depth profile before and after strong laser pulse irradiation to measure such momentum transfer process, and achieved 3-nm-precision depth profile comparison. As a result, we found that changes in morphology induced by multiple-pulse laser irradiation can be described by the Langevin equation and succeeded to quantify the influence of mechanical properties to light-matter interaction.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は光と物質の相互作用における運動量の移行過程を明らかにすることを目的として行ったものである。光の運動量とエネルギーの関係は物質における運動量とエネルギーの関係に比べると極めて小さいが、超短パルスレーザーを用いることで光と物質の相互作用時間を十分に小さくすると、関与する原子数が小さくなることによって、光の運動量の及ぼす影響が顕著になることが考えられる。このような影響はレーザー加工のように超短パルスレーザーを用いて物質を改変する際に重要となる。本研究により開発された実験手法は超短パルスレーザーによる物質の表面形状の変化を通じて、超短パルスと物質の相互作用を測定可能とするものである。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Pulse-by-pulse depth profile measurement of femtosecond laser ablation on copper2018

    • Author(s)
      Tani Shuntaro、Kobayashi Yohei
    • Journal Title

      Applied Physics A

      Volume: 124 Issue: 3 Pages: 265-265

    • DOI

      10.1007/s00339-018-1694-2

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Pulse-by-pulse surface structure evolution during multiple-pulse femtosecond laser ablation2019

    • Author(s)
      Shuntaro Tani and Yohei Kobayashi
    • Organizer
      Photonics West 2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 高強度超短パルスレーザー照射化での表面形状のパルス毎ダイナミクス2019

    • Author(s)
      谷峻太郎, 小林洋平
    • Organizer
      第74回日本物理学会年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] フェムト秒レーザーアブレーション過程の表面粗さ依存性2018

    • Author(s)
      谷峻太郎, 小林洋平
    • Organizer
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 不可逆系の光物理:超短パルスレーザー加工の基礎と応用2018

    • Author(s)
      谷峻太郎, 小林洋平
    • Organizer
      第8回光科学異分野横断萌芽研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Nanometer-Precision Measurement of Surface Morphology Change Induced by Femtosecond Laser Ablation2018

    • Author(s)
      Shuntaro Tani and Yohei Kobayashi
    • Organizer
      11th International Conference on Photo-Excited Processes and Applications
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] フェムト秒レーザー加工における深さ形状のパルス毎測定2018

    • Author(s)
      谷峻太郎, 小林洋平
    • Organizer
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 谷峻太郎, 小林洋平2018

    • Author(s)
      金属のフェムト秒レーザー加工過程におけるエネルギー移動
    • Organizer
      日本物理学会第73回年次大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2020-03-30  

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