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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Modeling of structure formation in the intial stage of laser plasma interaction and its application to the study of EUV source

Research Project

Project/Area Number 26610195
Research InstitutionNational Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology

Principal Investigator

佐々木 明  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 光量子科学研究部, 主幹研究員(定常) (10215709)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 砂原 淳  大阪大学, レーザー科学研究所, 招へい准教授 (00370213)
西原 功修  大阪大学, レーザー科学研究所, 名誉教授 (40107131)
西川 亘  岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (80243492)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Keywordsレーザー生成プラズマ / 流体シミュレーション / EUV光源 / 状態方程式 / 相転移 / 臨界現象
Outline of Annual Research Achievements

レーザープラズマ励起(LPP)極端紫外(EUV)光源において、プリパルスレーザーによって照射された液滴が粒子になって飛散する機構の解明と、それを計算で再現する手法の確立を目指し、理論研究、数値計算手法の研究を行った。
2次元ラグラジアン流体シミュレーションコードに、物質の分布に従ってメッシュを再配置する手法、気相と液相の間の相転移による気泡や粒子の生成のモデルを組み込み、簡単な問題についての計算を行った。初期に液体状態のスズ液柱ターゲットを、均一、時間的に一定の条件で加熱する計算を行い、粒子発生のメカニズムの解析を行った。ターゲット物質の臨界温度などの物性値、加熱強度などの効果について評価した。
次に、今後のモデルの高度化や開発したコードの応用の可能性について検討した。短パルス高強度レーザー照射ターゲットにおける粒子発生のメカニズムについて検討した。衝撃波によってターゲット物質が破砕される過程の計算を行うために、ターゲットの内部の物質の状態の変化、流体運動のダイナミクスを扱うモデルについて検討するとともに、正しい計算を行うために必要な、理論、実験的な検証の方法について検討した。開発したコードをより一般的なレーザー生成プラズマの特性の評価に応用するために、より広い温度、密度の範囲における、熱伝導、原子過程、輻射輸送、照射レーザー光の詳細な吸収機構などの物理モデルを取り入れる方法ついての検討を行った。

  • Research Products

    (6 results)

All 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Modeling of ablation of the target material for the plasma for coherent and incoherent EUV sources2018

    • Author(s)
      A. Sasaki, A. Sunahara, K. Nishihara, T. Nishikawa
    • Journal Title

      Springer Proceedings in Physics, Proceedings of 15th International Conference on X-Ray Lasers (ICXRL 2016)

      Volume: 202 Pages: 373

    • DOI

      10.1007/978-3-319-73025-7_55

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A numerical model of emission of particle debris from laser-irradiated metal targets2017

    • Author(s)
      A. Sasaki, A. Sunahara, K. Nishihara, T. Nishikawa
    • Journal Title

      AIP Advances

      Volume: 7 Pages: 095005

    • DOI

      10.1063/1.4991398

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Modeling of emission of particle debris from ablation of the tin target for the laser produced plasma extreme ultra-violet light source2018

    • Author(s)
      Akira Sasaki
    • Organizer
      SPIE Advance Lithography 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Modeling of Particle Debris from the Target of Laser Produced Plasma EUV Sources2017

    • Author(s)
      Akira Sasaki
    • Organizer
      2017 EUV source workshop
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] EUV光源ターゲットのアブレーションによる粒子発生のモデル構築2017

    • Author(s)
      佐々木 明, 砂原 淳, 西原 功修, 西川 亘
    • Organizer
      応用物理学会 第78回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] レーザーアブレーションからのデブリ粒子発生のモデリング2017

    • Author(s)
      佐々木 明
    • Organizer
      第31回数値流体力学シンポジウム

URL: 

Published: 2018-12-17  

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