2014 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 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, 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 (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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| Outline of Annual Research Achievements |
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．
LBDを引き起こす透明な媒質の線形吸収係数は非常に小さいが，レーザー強度の増加にともなって吸収が増加する多光子吸収などの非線形吸収によって生成されたある励起状態は大きな吸収断面積を持つことに着目し，連続光レーザー照射下での励起状態を含むキネティクモデルを開発している．本年度は，このモデルを高繰り返しレーザー照射条件に拡張し，励起状態の累積効果が高繰り返しレーザーにおいても連続光レーザーと同様に光の吸収に重要であることを示した．また，この光吸収による局所的な温度の上昇は，媒質によっては熱レンズ効果を引き起こし，LBDに対するレーザー強度しきい値の揺らぎを強める．加えて，LBDにパーコレーションモデルを適用するための最適なマクロモデルについての検討を行った．
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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
連続光レーザーに加えて高繰り返し高平均出力レーザーに対するミクロなキネティクモデルにより吸収体を記述することによってマクロな輸送係数を決定できる目処が付いた．
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| Strategy for Future Research Activity |
マクロな輸送方程式に対する係数をミクロなキネティクモデルによる吸収体の特性から決まると仮定して，レーザーブレイクダウンしきい値近傍の振る舞いを記述する手法を開発し，レーザーブレイクダウンにおける揺らぎの説明を試みる．
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| Causes of Carryover |
大規模計算を行うために当初予定していた計算機使用料支出が，次年度以降になったため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
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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Research Products
(3 results)
