2009 Fiscal Year Annual Research Report
物理・化学的に時々刻々変化する水溶液表面からのレーザー誘起パルスX線発生の最適化
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21604003
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
畑中 耕治 The University of Tokyo, 大学院・理学系研究科, 准教授 (90312545)
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| Keywords | パルスX線 / 水溶液 / フェムト秒レーザー / 表面構造 / ダブルパルス / 衝撃波 / 時間分解 / イメージング |
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| Research Abstract |
インクジェットノズルより吐出される液滴(直径30ミクロン程度、蒸留水)を試料とし、フェムト秒レーザーパルス(プレパルス、パルス幅35fs、中心波長800nm、繰り返し周波数1kHz)を空気中で非軸放物面鏡により集光照射した。液滴吐出とレーザー照射はデジタル遅延回路を用いて精密に行った。レーザー照射によって誘起されるアブレーション現象(液滴の爆発現象)を、ナノ秒ストロボ光とCCDカメラを用いた時間分解イメージング測定により観察した。液滴表面におけるレーザー光強度が十分高い時(1mJ/pulse程度)は、表面からの衝撃波の発生・伝搬、ミストの発生など、液滴の爆発現象が顕著に観測された。レーザー光強度を徐々に低下させる(例えば0.2mJ/pulse程度)と、液滴表面でのアブレーション現象は観測されなくなるが、液滴の裏側表面でアブレーションが誘起されることが明らかとなった。これは30ミクロン程度の液滴(屈折率1.3)自身がボールレンズの役割を果たし、入射するレーザー光が液滴内部での屈折に伴い、液滴裏側で単位面積あたりの実効的なレーザー光強度が増加したことに起因すると考えられる。これはより低いレーザー光強度で効率よくアブレーションを誘起できることを示している。こうした基本的情報をもとに、次年度に行うメインパルス照射に伴うX線発生の最適化を行う計画である。
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