2015 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
26600134
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
弘中 陽一郎 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センタ, 准教授 (20293061)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | 高強度レーザー / 衝撃波 / 非平衡物理 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
非平衡物理における物質の高圧相転移を利用した新物質生成には、衝撃波という非平衡状態を利用することが有効である。昨今のレーザー技術の発展に伴い、高出力のレーザーを用いた超高圧力発生が可能となってきた。いわゆるレーザーアブレーションの反作用に伴う衝撃波の利用である。レーザー誘起衝撃波はレーザーの集光強度に依存して高くなるため、一般的にはパルスレーザーが用いられる。パルス幅が短ければ短いほど高い圧力が得られると考えてもよいが、超高圧力にさらされた材料のほとんどはアブレーターとして失われ、レーザー照射の終了とともに、材料内部の衝撃波は急激に減衰する。このため、ガラスなどでサンドイッチにした薄膜材料を用いて、衝撃波の減衰を防ぐ方法があるが、レーザーの強度が高くなると、ガラス自体が誘電破壊（ブレークダウン）を起こしてレーザーのエネルギーが試料に到達できなくなる。この問題を解決するために、チャープパルスレーザーを用いたり、超ロングパルスレーザーを用いて、ガラスのブレークダウンを抑制し、試料表面でアブレーションが起こるように工夫した。試料内部の衝撃波伝搬速度と励起用レーザーパルスの関係から、試料の厚みは10μmのカーボン60を1μmのアルミでサンドイッチ状態にし、さらにその外側から5mm圧のクオーツでサンドイッチにした試料を作成した。レーザー入射側にはさらに100mmのクオーツを設置して、レーザーがアルミ面に照射された時点で強度が最大になるように分散やパルス幅、さらには集光径をコントロールした。裏面からの光学計測用のLine-VISARシステムを設置し、実験を実施した。クオーツの内部を伝搬するレーザーの強度調整は非常に難しく、現状、期待された新物質の析出には至っていないが、システムが完成し、条件探しをうまくすれば、将来的にレーザーによる高圧非平衡物質合成が可能となると確信する
|
