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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Observation of the femto second laser ablation process by the soft x-ray laser probe towards the control of laser nano-processing

Research Project

Project/Area Number 16K04989
Research InstitutionNational Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology

Principal Investigator

長谷川 登  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 光量子科学研究部, 主幹研究員(定常) (50360409)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 錦野 将元  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 光量子科学研究部, グループリーダー(定常) (70370450)
石野 雅彦  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 光量子科学研究部, 主幹研究員(定常) (80360410)
難波 愼一  広島大学, 工学研究科, 教授 (00343294)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywordsフェムト秒レーザー / アブレーション / レーザー加工 / 軟X線顕微鏡 / 時間分解計測
Outline of Annual Research Achievements

平成30年度は、これまでに開発した「軟X線レーザーをプローブ光とする干渉顕微鏡」を「金属サンプルに対するマルチショットでのフェムト秒レーザーアブレーションダイナミクスの観測」に適応することに成功した。
フェムト秒レーザーによる加工・表面改質では、レーザーを同じ場所に複数回照射する、いわゆるマルチショットによる施工が行われているが、そのメカニズム及びダイナミクスの学術的な理解は不十分である。今回は、モリブデンをサンプルとして、1ショット目から10ショット目におけるダイナミクスの観測をそれぞれ行った。1ショットでは飛翔体がほとんど観測されない照射強度(~ 0.2 J/cm2)において、2ショット目以降から飛翔体が明確に観測されることを明らかにした。本計測と合わせてフェムト秒レーザーのサンプルに対する吸収率をショット毎に計測・比較することで、ショット毎のアブレーションの変化が各ショット後のサンプルの表面形状の変化に由来する事を明らかにした。マルチショットアブレーションのダイナミクスの観測が可能となったことで、フェムト秒レーザー特有の高精度な表面加工及び表面改質のメカニズムの解明が期待される。

  • Research Products

    (19 results)

All 2019 2018

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 11 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Enhancement of water-window soft x-ray emission from laser-produced Au plasma under low-pressure nitrogen atmosphere2019

    • Author(s)
      Christian John, 岸本 牧, Tomoyuki Johzaki, Takeshi Higashiguch, Noboru Kakunaka, Yasuhiro Matsumoto, 長谷川 登, 錦野 将元, Takeo Ejima, Atsushi Sunahara, Takuma Endo
    • Journal Title

      Optics Letters

      Volume: 44 Pages: 1439, 1442

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Study of damage structure formation on aluminum film targets by picosecond soft X-ray laser ablation around threshold region2018

    • Author(s)
      Ishino Masahiko、Inogamov Nail A.、Tamotsu Satoshi、Zhakhovsky Vasily V.、Hasegawa Noboru、Skobelev Igor Yu.、Faenov Anatoly Ya.、Pikuz Tatiana A.、Mikami Katsuhiro、Kawachi Tetsuya、Nishikino Masaharu
    • Journal Title

      Applied Physics A

      Volume: 124 Pages: 649-1, 649-8

    • DOI

      10.1007/s00339-018-2072-9

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 軟X線レーザーによるフェムト秒レーザーアブレーション過程の観察2018

    • Author(s)
      長谷川 登, 錦野 将元
    • Journal Title

      J. Plasma Fusion Res.

      Volume: 94 Pages: 261, 265

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Study of the dynamics of the femto-second laser ablation by using the soft x-ray laser probe in QST2019

    • Author(s)
      Noboru Hasegawa, Masaharu Nishikino, Masahiko Ishino, Thanhhung Dinh, 南 康夫, 馬場 基芳, Toru Suemoto
    • Organizer
      SPIE Photonics West LASE LAMOM
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of soft x-ray laser irradiation beamline for ablation and damage study2019

    • Author(s)
      石野 雅彦, タンフン ヂン, 長谷川 登, 坂上 和之, 東口 武史, 市丸 智, 畑山 雅俊, 鷲尾 方一, 錦野 将元
    • Organizer
      SPIE Photonics West LASE LAMOM
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 軟X線自由レーザーによる材料表面加工応用に向けた表面アブレーション2019

    • Author(s)
      錦野 将元, 石野 雅彦, タンフン ヂン, 長谷川 登, 坂上 和之, 東口 武史, 鷲尾 方一
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第39回年次大会
  • [Presentation] Ablation of silicon using femtosecond extreme ultraviolet laser2019

    • Author(s)
      タンフン ヂン, Nikita Medvedev, 石野 雅彦, 長谷川 登, 今 亮, 犬伏 雄一, 大和田 成起, 原 広行, 東口 武史, 坂上 和之, 鷲尾 方一, 羽多野 忠, 錦野 将元
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第39回年次大会
  • [Presentation] 金属薄膜のフェムト秒レーザーアブレーション過程の観察2019

    • Author(s)
      長谷川 登, 錦野 将元, タンフン ヂン, 石野 雅彦, 南 康夫, 馬場 基芳, 末元 徹
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第39回年次大会
  • [Presentation] Surface Ablation by Soft X-ray Laser Pulse for EUV nano-scale fabrication2019

    • Author(s)
      錦野 将元, 石野 雅彦, タンフン ヂン, 長谷川 登, 坂上 和之, 東口 武史, 鷲尾 方一, 木下 博雄
    • Organizer
      SPIE Photonics West /LAMOM XXIV
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] EUV Laser Ablation and Damage Examination2018

    • Author(s)
      石野 雅彦, タンフン ヂン, 北村 俊幸, 長谷川 登, 錦野 将元, 坂上 和之, 鷲尾 方一, 東口 武史, 市丸 智, 岡本 一将, 古澤 孝弘, 末元 徹, 木下 博雄, Tatiana Pikuz, Anatoly Faenov
    • Organizer
      SACLA Users' Meeting 2018
  • [Presentation] EUV laser irradiation system with intensity monitor2018

    • Author(s)
      石野 雅彦, タンフン ヂン, 長谷川 登, Kazuyuki Sakaue, Takeshi Higashiguchi, Satoshi Ichimaru, Masataka Hatayama, Masakazu Washio, Masaharu Nishikino, Tetsuya Kawachi
    • Organizer
      16th International Conference on X-Ray Lasers (ICXRL 2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Li-like Aluminum plasma soft x-ray laser by means of recombination scheme2018

    • Author(s)
      S. Namba, N. Kubo, 岸本 牧, C. John, 長谷川 登, 錦野 将元
    • Organizer
      16th International Conference on X-Ray Lasers (ICXRL 2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Properties of a compact plasma-based x-ray laser at QST-KPSI2018

    • Author(s)
      Thanhhung Dinh, Noboru Hasegawa, Kiminori Kondo, Shinichi Namba, Masaharu Nishikino, Tetsuya Kawachi
    • Organizer
      16th International Conference on X-Ray Lasers (ICXRL 2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Study of the laser ablation process of metals by using the soft x-ray laser2018

    • Author(s)
      長谷川 登, 錦野 将元, 石野 雅彦, タンフン ヂン, 河内 哲哉, 南 康夫, 馬場 基芳, 末元 徹
    • Organizer
      16th International Conference on X-Ray Lasers (ICXRL 2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Driver laser for high-brightness compact quantum beams at the QST-KPSI2018

    • Author(s)
      タンフン ヂン, 長谷川 登, 森 道昭, 近藤 公伯, 錦野 将元
    • Organizer
      The 9th Asian Workshop on Generation and Application of Coherent XUV and X-ray Radiation
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fully coherent plasma x-ray laser by injection of a parametrically amplified high-order harmonic beam2018

    • Author(s)
      S. Namba, D. T. Hung, 長谷川 登, 岸本 牧, 錦野 将元, J. Seres, C. Serrat
    • Organizer
      60th Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Water window soft X-ray emission from Au plasmas generated with a picosecond laser pulse2018

    • Author(s)
      N. Kakunaka, C. John, 岸本 牧, Y. Matsumoto, 長谷川 登, 錦野 将元, T. Higashiguch, T. Ejima, A. Sunahara, F. Nakajima, T. Johzaki, T. Endo, S. Namba
    • Organizer
      2nd Asia-Pacific Conference on Plasma Physics (AAPPS-DPP2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Anomalous enhancement of water window X-rays emitted from laser produced Au plasma under low-pressure nitrogen atmosphere2018

    • Author(s)
      S. Namba, 岸本 牧, C. John, N. Kakunaka, Y. Matsumoto, 長谷川 登, 錦野 将元, T. Higashiguchi, T. Ejima, A. Sunahara, T. Johzaki
    • Organizer
      2nd Asia-Pacific Conference on Plasma Physics (AAPPS-DPP2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] フェムト秒レーザーアブレーションの軟X線時間分解計測2018

    • Author(s)
      長谷川 登, 錦野 将元, 石野 雅彦, タンフン ヂン, 河内 哲哉, 南 康夫, 馬場 基芳, 末元 徹
    • Organizer
      第35回プラズマ・核融合学会
    • Invited

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Published: 2019-12-27  

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