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レーザーアブレーション法で生成されたプラズマの時間空間分解分光による診断

研究課題

研究課題/領域番号 11650063
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用物理学一般
研究機関理化学研究所

研究代表者

松尾 由賀利  理化学研究所, RIビーム科学研究室, 先任研究員 (50231593)

研究分担者 小林 徹  理化学研究所, 分子物性化学研究室, 先任研究員 (70202067)
研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2000年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1999年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
キーワードレーザーアブレーション / レーザー生成プラズマ / レーザー誘起蛍光 / 高分解能レーザー分光 / レーザーパルス増幅 / 縮退4光波混合法 / 高分解能分光
研究概要

本研究の目的は、金属、半導体、セラミクス等をレーザーアブレーションすることにより生成したプラズマ中の原子・分子イオンを、発光、レーザー誘起蛍光法(laser-induced-fluorescence(LIF))、縮退4光波混合法(degenerated-four-wave-mixing(DFWM))の3種の光学的手法を組み合わせて、検出、診断することである。特に高分解能レーザーを用いれば、プラズマ中の原子分子を内部状態まで特定して調べることができる。このためには、線幅が0.0001nm以下で、かつ瞬間的に強いピークパワーを発生するパルスレーザー光源が必要となる。そこで本研究においてはまず、紫外域に多く存在する分子イオンの遷移を観測するために、可視および近赤外域狭帯域cwレーザーの2倍波をパルスレーザーで増幅し、狭帯域と高出力の2つの条件を同時に満たす光源の整備を行った。
この結果、(1)上述の光源を用いて、レーザーアブレーション法により生成されたSio^+分子イオンのドップラーシフトを測定し、並進速度の時間変化を詳しく調べた。放出されたSio^+分子イオンはアブレーション後、数百μsにわたって何回も上下しながら室温に収束していく。これは、SiのアブレーションプラズマとO_2雰囲気ガスとの界面が振動していること、即ちプラズマパルセーションの観測を意味する。また、(2)レーザーアブレーション法によりアルカリ土類原子のイオンCa^+,Sr^+,Ba^+をHe, H_2,D_2ガス中で発生させ、LIF法で内部状態の変化を時間的に追跡する研究を行い、アルカリ土類イオンのP励起状態における微細構造間のエネルギー間隔が、2つの準位間の遷移確率に大きく関係することを解明した。(3)大気中で発生させたAl中性原子の空間分布をDFWM法で測定する研究を行い、中性原子はプラズマプルームの外側に多く分布するこをと明らかにした。

報告書

(3件)
  • 2001 研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (10件)

  • [文献書誌] Y.Matsuo, T.Nakajima, T.Kobayashi, M.Takami: "Radiative lifetimes and collisional deactivation cross sections of the 5d6p states of laser-ablated Ba in He gas"Phys. Rev. A. 59・3. 2071-2077 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Moriwaki, Y.Matsuo, N.Morita: "Laser spectroscopic measurements of fine-structure changing cross sections of Ca^+ and Sr^+ ions in collisions with He atoms"J. Phys. B. 33・22. 5099-5108 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Mogi, Y.Fukuyamna, T.Kobayashi, I.Tanihata, K.Uehara, Y.Matsuo: "Translational motion of SiO^+ produced by laser ablation"Appl. Surf. Sci.. (in printing).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.K-Nishimura, F.Tokanai, Y.Matsuo, T.Kobayashi, J.Kawai, H.Kumagai, K.Midorikawa, I.Tanihata, Y.Hayashizaki: "Simultaneous atomization and ionization of large organic molecules using femtosecond laser ablation"Appl. Surf. Sci.. (in printing).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Matsuo, T. Nakajima, T. Kobayashi, M. Takami: "Radiative lifetimes and collisional deactivation cross sections of the 5d6p states of laser-ablated Ba in He gas"Phys Tev. A. 59-3. 2071-2077 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Moriwaki, Y.Matsuo, N.Morita: "Laser spectroscopic measurements of fine-structure changing cross section of Ca+ and Sr+ ions in collisions with He atoms"J. Phys. B.. 33-22. 5099-5108 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Mogi, Y. Fukuyama, T. Kobayashi, I. Tanihata, K. Uehara, Y. Matsuo: "Iranslational motion of SiO+ produced by laser ablatioin"Appl. Surf. Sci.. (in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Kurata-Nishimura, F. Tokanai, Y. Matsuo, T. Kobayashi, J. Kawai, H. Kumagai, K. Midorikawa, I. Tanihata, Y. Hayashizaki: "Simultaneous atomization and ionlzation of large organic molecules using femtosecond laser ablation"Appl. Surf. Sci.. (in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Moriwaki,Y.Matsuo,N.Morita: "Laser spectroscopic measurements of fine-structure changing cross sections of Ca^+ and Sr^+ ions in collisions with He atoms"J.Phys.B. 33・22. 5099-5108 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Matsuo,T.Nakajima,T.Kobayashi,M.Takami: "Radiative lifetimes and collisional deactivation cross sections of the 5d6p states of laser-ablated Ba in He gas"Phys.Rev.A. 59・3. 2071-2077 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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