High-sensitive single shot THz detection for irreversible process measurement

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K15188
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 30020:Optical engineering and photon science-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Tani Shuntaro 東京大学, 物性研究所, 助教 (80711572)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: レーザーアブレーション / テラヘルツ時間領域分光 / 深層学習

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this research project is to clarify the destruction process induced by ultrashort laser pulses through terahertz radiation. Two main results were obtained in this study: first, the mechanism of laser ablation in metals was clarified from the time waveform of terahertz electromagnetic radiation associated with laser ablation. The second is the development of a highly predictive laser processing simulator by using a deep neural network to describe the surface profile change that occurs with each single pulse irradiation using difference equations.

Free Research Field

レーザー加工

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

超短パルスレーザーによる物質の破壊過程は超短パルスレーザーアブレーションと呼ばれ、強い光電場により瞬間的に駆動された物質系がどのように振る舞うのかという興味のもと30年以上に渡って研究が行われてきたがそのメカニズムは未だ明らかになっていなかった。また超短パルスレーザーアブレーションを用いた加工ができることが知られていたが、多パルス照射後の3次元形状を予測できるモデルは存在しなかった。本研究課題の遂行により明らかになったアブレーションメカニズムおよび、構築された深層学習に基づくシミュレータはこれらの課題を乗り越えたものである。