2013 Fiscal Year Research-status Report
超短パルス軟Ｘ線プローブによるフェムト秒レーザーアブレーション初期過程の解明
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25390103
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
長谷川 登 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 研究職 (50360409)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
錦野 将元 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 研究副主幹 (70370450)
石野 雅彦 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 研究副主幹 (80360410)
難波 愼一 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00343294)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | フェムト秒レーザーアブレーション / 超高速現象の時間分解計測 / 軟Ｘ線プローブ計測 / 軟Ｘ線干渉計測 / 軟Ｘ線顕微鏡 |
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| Research Abstract |
平成25年度は、軟Ｘ線レーザープローブによるフェムト秒レーザーアブレーション過程の時間分解計測における軟Ｘ線光学系の改良を行い、従来の約3倍の0.6μm程度の空間分解能を得る事に成功した。軟Ｘ線レーザープローブは、物質の表面を選択的に観測する為に最適な波長（14 nm）、10 ps以下のパルス幅、1ショットで観測可能な十分な強度を有しており、従来は観測が困難であったフェムト秒レーザーアブレーション過程の観測に適している。我々は照射レーザーの空間プロファイルをガウス波形とすることで、空間に対して連続的に照射強度を変化させてアブレーション過程の照射強度依存性を観測している。この場合、軟Ｘ線光学系の空間分解能は照射強度の分解能に相当する。フェムト秒レーザーアブレーション過程は照射強度に極めて敏感であり、我々は今までにアブレーション閾値近傍の照射強度でのみ観測される特異的な現象の観測に成功している。これは、アブレーション閾値近傍では、他の強度領域よりもアブレーションが特異的に早く進行するために生じる現象であり、物質の表面のみを選択的に観測する軟Ｘ線レーザープローブにより初めて観測可能となった。今回改良した装置により、アブレーション閾値近傍における照射強度の精密な観測が可能なり、複数の金属試料（Pt, W）に対して先に挙げた現象の計測に成功した。本結果は、フェムト秒レーザーアブレーションの初期過程を表しており、理論シミュレーションと比較する事でアブレーション過程の解明が可能となる事が期待される。
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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
平成25年度は、軟Ｘ線の像転送光学系の改良に成功し、これを用いて新たなデータの取得にも成功しており、当初予定した計画通りに進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は、本年度に行った軟Ｘ線反射計測に加えて、軟Ｘ線干渉計測を行うことで、表面のナノメートルスケールの凹凸の成長過程の観測を行う。更に国内外の理論シミュレーションチームとの議論を開始し、我々が得たデータとの詳細な比較を行う予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
本年度は計画の始めの年であるため、本計画の最も重要な部分である軟Ｘ線用の像転送用光学系の改造に予算及び時間のリソースを集中した。結果として十分な成果を得る事に成功したため、来年度の研究成果報告の為の旅費他のために本年度の予算の一部を温存する事とした。
本年度の余剰予算は、来年度の旅費、及び成果報告の為の予算として使用する予定である。
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[Journal Article] Nano-meter scale modifications on material surfaces induced by soft x-ray laser pulse irradiations2013
Author(s)
Masahiko Ishino, Anatoly Faenova, Momoko Tanakaa, Satoshi Tamotsu, Tatiana Pikuza, Noboru Hasegawaa, Masaharu Nishikinoa, Nail Inogamov, Igor Skobelev, Vladimir Fortov, Genri Normanb, Sergey Starikovb, Vladimir Stegailovb, Takeshi Kaihori,Tetsuya Kawachi, and Mitsuru Yamagiwaa
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Journal Title
Proceedings of SPIE
Volume: 8849
Pages: 88490F-1-8
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[Journal Article] Nano-meter size modification of metal surfaces induced by soft x-ray laser single pulse2013
Author(s)
Masahiko Ishino, Anatoly Faenov, Momoko Tanaka, Tatiana Pikuz, Satoshi Tamotsu, Noboru Hasegawa, Masaharu Nishikino, Sergei Starikov, Vladimir Stegailov, Genry Norman, Vladimir Fortov, Igor Skobelev, Takeshi Kaihori, and Tetsuya Kawachi.
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Journal Title
Springer Proceedings in Physics (X-Ray Lasers 2012)
Volume: 147
Pages: 121-124
Peer Reviewed
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[Journal Article] Observation of the nano-scale surface dynamics of femtosecond laser ablation by time-resolved soft x-ray imaging technique2013
Author(s)
M. Nishikino, N. Hasegawa, T. Tomita, Y. Minami, R. Takei, M. Baba, T. Eyama, S. Takayoshi, T. Kawachi, D. Hatomi, N. Ohnishi, M. Yamagiwa, and T. Suemoto
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Journal Title
Proceedings of SPIE
Volume: 8849
Pages: 88490E-1-6
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[Journal Article] Observation of the laser-induced surface dynamics using the single-shot soft x-ray laser probe2013
Author(s)
N. Hasegawa, Y. Ochi, T. Kawachi, M. Nishikino, M. Ishino, T. Imazono, T. Kaihori, T. Morita, A. Sasaki, K. Terakawa, Y. Minami, M. Baba, T. Tomita, M. Yamamoto, M. Yamagiwa and T. Suemoto
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Journal Title
Springer Proceedings in Physics (X-Ray Lasers 2012)
Volume: 147
Pages: 117-120
Peer Reviewed
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