2011 Fiscal Year Research-status Report
超短パルスレーザーによる高強度ＴＨｚ波発生メカニズムの解明とその物性測定への応用
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23760045
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
南 康夫 東京大学, 物性研究所, 特任研究員 (60578368)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2014-03-31
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| Keywords | テラヘルツ分光 / 高強度テラヘルツ波発生 / 非線形現象 / ポンププローブ分光 / プラズマ |
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| Research Abstract |
2色の超短パルス光を気体中で集光してプラズマを発生させ、そこからTHz波を発生させる手法に関する基礎的研究を実験的側面から行った。ストリークカメラによりプラズマのイオン-電子再結合による発光を観察し、THz波発生のプロセスに寄与する過程を調べた。予備実験で測定したMain PulseによるTHz波の早い回復プロセスの緩和時間と比較し、電子励起がTHz波発生に寄与する様子を観察した。以上により、気体分子のイオン化過程におけるプラズマ電流によってTHz波が発生する様子を、直接的な方法で観察した。また、ZスキャンをPrepulseとProbe光に時間遅延をつけて行い、Prepulseによって発生するプラズマによる屈折率変化の影響を調べた。測定結果から、屈折率変化とプラズマの吸光係数を測定することができた。これにより、Prepulseに励起されたプラズマの屈折率変化の時間依存性を調べることができた。屈折率変化はプラズマ密度に依存するため、このZスキャンはプラズマ密度の時間変化を観察することに等しい。したがって、Prepulseによるプラズマの発生がMain PulseによるTHz波抑制に与える影響をプラズマ密度変化という側面から調べたと言える。以上により、超短パルスレーザーの基本波と2倍波によって励起された気体中プラズマによるTHz波発生において高強度化を図る上で重要な知見を得、結果として電場700kV/cmのTHz波を発生させることに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
高強度THzポンプ光の利用により、物質内原子の非調和振動の励起、ラットリングの励起といった、新たな現象の誘起と観察が可能になる。この高強度THz波のポンププローブ分光を行うのが本研究の最終的な目的である。今年度の研究により、超短パルスレーザーの基本波と2倍波によって励起された気体中プラズマによるTHz波発生において高強度化を図ることに成功し、新たな現象の誘起と観察をする準備が整ったため、おおむね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに得た知見を活かし、高強度THz光による物質内原子の非調和振動の励起、ラットリングの励起といった、新たな現象の誘起と観察を行う。物質内の原子運動の制御、観察を行う対象物質の選定が非常に重要かつ困難なことが予想されるため、種々の物質に高強度THz波を用いた分光法を適用しつつ幅広い物質の探索を行う。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
種々の物質の探索、および研究成果の報告、さらなる発生テラヘルツ波の高強度化のための光学部品の購入に研究費を使用する予定である。
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[Journal Article] Picosecond Soft-X-ray Laser Interferometer for Probing Nanometer Surface Structure2012
Author(s)
Y. Ochi, K. Terakawa, N. Hasegawa, M. Yamamoto, T. Tomita, T. Kawachi, Y. Minami, M. Nishikino, T. Imazono, M. Ishino, T. Suemoto
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Journal Title
Jpn. J. Appl. Phys.
Volume: 51
Pages: 016601 1-3
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] 時間分解軟X線反射率イメージングによるアブレーションダイナミクスの観測2011
Author(s)
富田卓朗, 山本稔, 長谷川登, 寺川康太, 南康夫, 錦野将元, 石野雅彦, 越智義浩, 海堀岳史, 河内哲哉, 山極満, 末元徹
Organizer
日本物理学会2010年秋季大会
Place of Presentation
富山
Year and Date
2011年9月21日
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[Presentation] 軟X線レーザープローブによる超短パルスレーザーアブレーションダイナミクスの時間分解反射率イメージング2011
Author(s)
山本稔, 富田卓朗, 長谷川登, 寺川康太, 南康夫, 錦野将元, 石野雅彦, 越智義浩, 海堀岳史, 河内哲哉, 山極満, 末元徹
Organizer
第72回応用物理学会学術講演会
Place of Presentation
山形
Year and Date
2011年8月31日
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[Presentation] Observation of the laser-induced surface dynamics by the single-shot x-ray laser interferometer2011
Author(s)
N. Hasegawa, Y. Ochi, T. Kawachi, M. Nishikino, M. Ishino, T. Imazono, T. Kaihori, A. Sasaki, K. Terakawa, Y. Minami, T. Tomita, M. Yamamoto, Y. Umeda, M. Yamagiwa, T. Suemoto
Organizer
SPIE Optics + Photonics
Place of Presentation
San Diego
Year and Date
2011年8月23日
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[Presentation] Observation of femtosecond-laser ablation process by soft X-ray laser probe2011
Author(s)
M. Yamamoto, N. Hasegawa, T. Tomita, K. Terakawa, Yasuo Minami, M. Nishikino, M. Ishino, Y. Ochi, T. Kaihori, T. Kawachi, M. Yamagiwa, T. Suemoto
Organizer
The 12th symposium on Advanced Photon Research (ISTC-JAEA Joint meeting)
Place of Presentation
Kizugawa
Year and Date
2011年5月30日
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[Presentation] コヒーレント軟X線を用いたフェムト秒レーザーアブレーション過程のイメージング2011
Author(s)
富田卓朗, 寺川康太, 山本稔, 長谷川登, 南康夫, 錦野将元, 越智義浩, 海堀岳史, 河内哲哉, 山極満, 末元徹
Organizer
レーザー・量子エレクトロニクス研究会
Place of Presentation
金沢
Year and Date
2011年5月20日
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[Presentation] 時間分解軟X線反射率イメージングによる白金のアブレーションダイナミクスの観測2011
Author(s)
富田 卓朗, 山本 稔, 長谷川 登, 寺川 康太, 南 康夫, 錦野 将元, 石野 雅彦, 越智 義浩, 海堀 岳史, 河内 哲哉, 山極 満, 末元 徹
Organizer
レーザー学会 第421回研究会報告
Place of Presentation
2011年12月19日徳島
Year and Date
2011年12月19日
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[Presentation] 軟Ｘ線レーザーを用いたフェムト秒レーザーアブレーションの時間分解計測手法の開発2011
Author(s)
N. Hasegawa, M. Nishikino, Y. Ochi, T. Kaihori, M. Ishino, T. Imazono, A. Sasaki, M. Yamagiwa, T. Kawachi, Y. Minami, K. Terakawa, R. Takei, T. Suemoto et al.
Organizer
Plasma Conference 2011 (PLASMA 2011)
Place of Presentation
Kanazawa
Year and Date
2011年11月22日
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[Presentation] ナノメートルスケールダイナミクス観測のためのコヒーレント軟X線干渉計測システムの構築2011
Author(s)
富田卓朗, 山本稔, 長谷川登, 寺川康太, 南康夫, 錦野将元, 石野雅彦, 越智義浩, 海堀岳史, 河内哲哉, 山極満, 末元徹
Organizer
励起ナノプロセス研究会
Place of Presentation
2011年11月1日堺
Year and Date
2011年11月1日
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[Presentation] Picosecond snapshot of surface morphology by using coherent soft X-ray pulses2011
Author(s)
T. Tomita, N. Hasegawa, K. Terakawa, M. Yamamoto, Y. Minami, Y. Ochi, T. Kaihori, M. Nishikino, M. Yamagiwa, T. Kawachi, T. Suemoto
Organizer
24th International Microprocesses and Nanotechnology Conference
Place of Presentation
Kyoto
Year and Date
2011年10月27日
