2013 Fiscal Year Research-status Report
レーザーブレイクダウンしきい値近傍のパーコレーションモデルによる統一的理解
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25610173
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
加藤 進 独立行政法人産業技術総合研究所, エネルギー技術研究部門, 主任研究員 (20356786)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 明 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究員 (10215709)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | パーコレーション / 絶縁破壊 / 長寿命励起状態 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は，レーザーブレークダウン(LBD)に伴う複雑な現象を理解し，制御することである．LBDはレーザーが強く集光された媒質が絶縁破壊される現象であり，透明な媒質が急激に不透明になることで光を吸収するようになる．このとき，光学的または電気的特性が急激に変化し，強い発光や音を伴いプラズマを生成する．様々なレーザーエネルギー，レーザー波長，パルス幅のレーザー光に対して見られ，かつ気体，液体，固体など，様々な密度の媒質で起こっている普遍的な現象である．LBDにおける共通点の一つは，しきい値近傍におけるゆらぎが非常に大きいことである．
本研究では，LBDにおけるゆらぎの原因を媒質における吸収係数，電気伝導，あるいは熱伝導の連結度合いにあると仮定する．この仮定を用いることによりパーコレーションモデルが適用可能となり，LBDの近傍でのその挙動を理解できると期待している．
本年度は，連続光レーザー照射下での絶縁破壊しきい値強度近傍の強度にゆっくりとした揺らぎが存在する点に着目した．その揺らぎの原因に，レーザー照射条件によって吸収係数が大きく変わるモデルを提案し，その性質をキネティク的に決定した．そこでは，光学的特性が基底状態と異なった長寿命励起状態の存在が重要であることを示した．また，絶縁破壊を説明するモデルの一つであるパーコレーションモデルをLBDに適用する場合におけるエネルギー輸送の不均一性のモデル化について検討を行った．
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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
連結候補を絞り込むことで，マクロな方程式を構築できる目処が立ったことにより，放電で用いたパーコレーションモデルと同様の手法がが適用可能であることがわかった．
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| Strategy for Future Research Activity |
局所的な光の吸収が本来連結していた要素間の結合を破壊することにより，空間拡散を抑制すると仮定する．この仮定により，結合破壊にパーコレーションモデルを適用することができ，局所的な温度上昇を説明することが可能になると予想する．この方針に従い，レーザーブレークダウンの揺らぎの説明を試みる．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
大規模計算を行うために当初予定していた計算機購入費用及び計算機使用料支出が，次年度以降になったため．
大規模計算のための計算機使用料を計上する予定である．
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