2007 Fiscal Year Annual Research Report
超短光パルスを用いたピコ秒剪断音響波パルスの生成・検出とその応用
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17360024
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
松田 理 Hokkaido University, 大学院・工学研究科, 准教授 (30239024)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
O・B Wright 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90281790)
友田 基信 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教 (30344485)
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| Keywords | ピコ秒レーザー超音波法 / ポンププローブ分光法 / 剪断音響波 / 非破壊検査 / 光弾性効果 / 光散乱 / 異方性 / 液体中の音響波 |
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| Research Abstract |
ピコ秒時間幅の音響波パルスを用いて、物質のナノメートル内部構造やピコ秒時間域の電子と格子のダイナミクスを調べられる。特に、音響波パルス生成・検出に超短光パルスを用いるレーザーピコ秒音響法と呼ばれる方法は、多層薄膜構造の各層膜厚と弾性定数の測定や、物質中の超高速光励起キャリアダイナミクスの研究に活用されている。従来この方法では、試料の対称性による制約のために主として縦波音響波のみが用いられてきた。縦波音響波に加えて剪断音響波を用いるならば、より広範な種々の物性が調べられ、レーザーピコ秒音響法の有用性が大きく増大すると考えられる。本研究では、このようなピコ秒剪断音響波発生・検出技術を開発し、これを様々な材料・構造評価や物性研究へ応用する。
剪断音響波パルス生成・検出の基本技術の開発のために以下の研究を行った。
1.Zn単結晶の低対称性面上にSi02薄膜を形成した試料に対する斜め入射プローブ光学系を用いたレーザーピコ秒音響波発生・検出の精密な実験結果を定量的に解析するための、不均一媒質に斜め入射する光の散乱理論を完成した。この理論を用いると多層薄膜構造の各層の光弾性テンソルの各成分、超音波減衰、電子格子相互作用定数などの各種物理定数を定量的に評価できることを示した。
2.GaAs単結晶の低対称性面を用い数10GHz領域の音響波が水およびグリセロール中を伝播する様子を観測し、その結果をフォノン物理学国際会議にて発表した。
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[Presentation] Seeking shear waves in liquids2007
Author(s)
M. E. Msall, O. B. Wright, and O. Matsuda
Organizer
Phonons 2007, 12th International Conference on Phonon Scattering in Condensed Matter
Place of Presentation
Conservatoire National des Arts et Metiers(フランス,パリ)
Year and Date
2007-07-16
