2015 Fiscal Year Annual Research 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 Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
長谷川 登 国立研究開発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 国立研究開発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 国立研究開発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)
大西 直文 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20333859)
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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 / 軟Ｘ線レーザープローブ / 時間・空間分解計測 / 微細加工 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高速・微細現象であるため従来計測が困難であったフェムト秒レーザーアブレーションの初期過程を「フェムト秒レーザーポンプ・軟Ｘ線レーザープローブ装置」を改良することで詳細計測を行った。特に、照射強度がアブレーション閾値強度近傍においてのみ生じる特異的な現象を明らかにした。この場合、噴出物は、膨張する固体もしくは液体の表面(Ablation front)から薄膜状の構造体(Expansion front)として放出される。特に金をサンプルとした場合に顕著であり、初期の1ナノ秒以内においては厚さ10ナノメートル以下、面粗さ数ナノメートル以下の極めて精度の高い薄膜が形成されることが判明した。薄膜構造は1マイクロ秒程度まで維持され、高さは100ミクロン以上にも達する。本現象は、レーザーの局所的な照射強度と物質の種類に強く依存している事も示唆されている。更に、本研究で得られた実験結果を分子動力学(MD)シミュレーションのベンチマークとすることで、100ピコ秒以内の初期過程を計算機上で再現することに成功した。今後、実験結果と計算結果を詳細に比較することにより、フェムト秒レーザーアブレーション機構の解明と制御を行う予定である。
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Research Products
(22 results)
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[Journal Article] Hydrodynamics driven by ultrashort laser pulse: simulations and the optical pump X‑ray probe experiment2015
Author(s)
N. A. Inogamov, V. V. Zhakhovsky, N. Hasegawa, M. Nishikino, M. Yamagiwa, M. Ishino, M. B. Agranat, S. I. Ashitkov, A. Ya. Faenov, V. A. Khokhlov, D. K. Ilnitsky, Yu. V. Petrov, K. P. Migdal, T. A. Pikuz, S. Takayoshi, T. Eyama, N. Kakimoto, T. Tomita, M. Baba, Y. Minami, T. Suemoto, and T. Kawachi
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Journal Title
Applied Physics B
Volume: 119
Pages: 413,419
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Nonlinear increase of X-ray intensities from thin foils irradiated with a 200 TW femtosecond laser2015
Author(s)
A. Ya. Faenov, J. Colgan, S. B. Hansen, A. Zhidkov, T. A. Pikuz, M. Nishiuchi, S. A. Pikuz, I. Yu. Skobelev, J. Abdallah, H. Sakaki, A. Sagisaka, A. S. Pirozhkov, K. Ogura, Y. Fukuda, M. Kanasaki, N. Hasegawa, M. Nishikino, M. Kando, Y. Watanabe, T. Kawachi, S. Masuda, T. Hosokai, R. Kodama and K. Kondo
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 5
Pages: 13436
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] 3D visualization of XFEL beam focusing properties using LiF crystal X-ray detector2015
Author(s)
T. Pikuz, A. Faenov, T. Matsuoka, S. Matsuyama, K. Yamauchi, N. Ozaki, B. Albertazzi, Y. Inubushi, M. Yabashi, K. Tono, Y. Sato, H. Yumoto, H. Ohashi, S. Pikuz, A. N. Grum-Grzhimailo, M. Nishikino, T. Kawachi, T. Ishikawa, and R. Kodama
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 5
Pages: 17713
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Attosecond dynamics of parametric amplification at 11 nm2015
Author(s)
J. Seres, E. Seres, B. Landgraf, B. Ecker, B. Aurand, A. Hoffmann, G. Winkler, S. Namba, T. Kuehl, C. Spielmann
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Journal Title
Springer Proc. in Phys.
Volume: 169
Pages: 173,178
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Temporal behavior of unresolved transition array emission in water window soft x-ray spectral region from multiply charged ions2015
Author(s)
Thanh-Hung Dinh, Yuhei Suzuki, Goki Arai, Bowen Li, Padraig Dunne, Gerry O’Sullivan, Shinsuke Fujioka, Noboru Hasegawa, Tetsuya Kawachi,Masaharu Nishikino, and Takeshi Higashiguchi
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Journal Title
Appl. Phys. Lett.
Volume: 107
Pages: 121101
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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