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液膜ジェットを用いた全光学的アト秒パルス計測とレーザープラズマの超高速計測

研究課題

研究課題/領域番号 17H02802
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 光工学・光量子科学
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構

研究代表者

板倉 隆二  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, グループリーダー(定常) (80334241)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
キーワードプラズマミラー / 時間分解反射分光 / 周波数分解光ゲート法 / 高次高調波 / 真空紫外 / 液膜ジェット / レーザープラズマ / アト秒パルス計測 / アト秒物理 / 真空紫外反射分光 / 反射分光
研究成果の概要

プラズマミラーの反射を用いた全光学的パルス波形計測法であるプラズマミラー周波数分解光ゲート法(PM-FROG)が 20 fs 程度の幅を持つパルスに有効であることを実証した。波長160 nm の真空紫外パルスに対して、フーリエ変換限界に近い 20 fs の複素振幅を求めることに成功した。また、生成したプラズマ反射の空間依存性も観測できた。
水の液膜ジェットを用いたPM-FROGを紫外パルスに対して実証し、自己回折FROG 計測と比較し、PM-FROG の結果が信頼性のあることを確認した。さらにPM-FROGにより求めた液膜の時間依存複素反射率から水の励起電子ダイナミクスを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在のアト秒パルスを用いた実験において、パルス幅計測は気相原子、分子のイオン化を介した測定に限定されている。その正確性や手法の限界を評価する上で、PM-FROG は独立した別の手法であり、アト秒科学の更なる発展に貢献するものと期待できる。また、アト秒科学は、気相の原子分子から、固体や液体に対象が拡張してきており、その観点からも、固体表面や液体をターゲットとした計測法の実現は大きな意義がある。また、近年、レーザー加工などの産業応用においても、その学理解明が重要視されており、本研究の成果は、物質の励起の根幹である電子ダイナミクスを時空間分解測定するため測定法として貢献する可能性を持つ。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 12件、 招待講演 6件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] 超高速プラズマミラー生成によるレーザーパルス波形計測2020

    • 著者名/発表者名
      板倉 隆二
    • 雑誌名

      プラズマ・核融合学会誌

      巻: 96 ページ: 186-189

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization of 20-fs VUV pulses by plasma-mirror frequency-resolved optical gating2019

    • 著者名/発表者名
      R. Itakura, H. Akagi, and T. Otobe
    • 雑誌名

      Optics Letters

      巻: 44 号: 9 ページ: 2282-2285

    • DOI

      10.1364/ol.44.002282

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plasma-mirror frequency-resolved optical gating using a liquid-sheet jet in ultraviolet region2019

    • 著者名/発表者名
      T. Endo, M. Tsubouchi, and R. Itakura
    • 雑誌名

      Optics Letters

      巻: 44 号: 13 ページ: 1539-1542

    • DOI

      10.1364/ol.44.003234

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 強レーザーパルスと水の相互作用2020

    • 著者名/発表者名
      板倉 隆二
    • 学会等名
      シンポジウム「DNA損傷・修復と高強度レーザー化学の交差点」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Laser ablation probed by time-resolved reflection spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Ryuji Itakura
    • 学会等名
      Mini-workshop on Nonlinear response in Laser-Matter Interaction
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Plasma-mirror FROG using liquid-sheet water jet in ultraviolet region2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuku Endo, Masaaki Tsubouchi, Ryuji Itakura
    • 学会等名
      CLEO/Europe-EQEC 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-resolved reflection spectroscopy of water liquid-sheet jet2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Endo, Masaaki Tsubochi, Ryuji Itakura
    • 学会等名
      International Symposium on Ultrafast Intense Laser Science
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-resolved reflection spectroscopy of water liquid-sheet jet excited by intense laser pulses2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Endo, Masaaki Tsubochi, Ryuji Itakura
    • 学会等名
      35th Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] VUV waveform characterization by reflectivity depletion in laser ablation of Si2019

    • 著者名/発表者名
      Ryuji Itakura, Hiroshi Akagi, Tomohito Otobe
    • 学会等名
      35th Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] VUV waveform characterization by reflectivity depletion in laser ablation of Si2019

    • 著者名/発表者名
      Ryuji Itakura, Hiroshi Akagi, Tomohito Otobe
    • 学会等名
      光・量子ビーム科学合同シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 液膜ジェットを用いた水の強レーザー場励起過程の時間分解反射分光計測2019

    • 著者名/発表者名
      遠藤 友随, 坪内 雅明, 板倉 隆二
    • 学会等名
      光・量子ビーム科学合同シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アブレーションによる反射率変化を用いた真空紫外パルス波形計測2019

    • 著者名/発表者名
      板倉 隆二, 赤木 浩, 乙部 智仁
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 液膜プラズマミラーを用いた周波数分解光ゲート計測法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      遠藤 友随, 坪内 雅明, 板倉 隆二
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 真空紫外パルスの位相計測と電子状態制御2019

    • 著者名/発表者名
      遠藤 友随, 板倉 隆二, 坪内 雅明, 赤木 浩, 乙部 智仁, 中嶋隆
    • 学会等名
      京都大学エネルギー理工学研究所 ゼロエミッションエネルギー研究拠点 平成30年度共同利用・共同研究成果報告会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 液膜プラズマミラーを用いた紫外領域における周波数分解光ゲート計測2019

    • 著者名/発表者名
      遠藤 友随, 坪内 雅明, 板倉 隆二
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第39回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] VUV waveform characterization by reflection of highly excited solids2018

    • 著者名/発表者名
      Ryuji Itakura
    • 学会等名
      9th The Shanghai Tokyo Advanced Research (STAR) Symposium on Ultrafast Intense Laser Science
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 真空紫外領域の高調波波形計測と実時間レーザープラズマ観測2018

    • 著者名/発表者名
      板倉 隆二
    • 学会等名
      応用物理学会北海道支部講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 真空紫外領域の高調波波形計測と実時間レーザープラズマ観測2018

    • 著者名/発表者名
      板倉 隆二
    • 学会等名
      RIKEN-RAP and QST-KPSI Joint Seminar
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] アト秒科学への展望2017

    • 著者名/発表者名
      板倉 隆二
    • 学会等名
      第1回アト秒レーザー科学研究施設シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Intense laser induced spatio-temporal dynamics of transparent solid probed by VUV reflection2017

    • 著者名/発表者名
      Ryuji Itakura, Hiroshi Akagi, Yoriko Wada, Tomohito Otobe
    • 学会等名
      International Symposium on Ultrafast Intense Laser Science
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-Resolved VUV Reflection Spectroscopy for Spatio-Temporal Characterization of Ultrafast Plasma Formation2017

    • 著者名/発表者名
      Ryuji Itakura, Hiroshi Akagi, Yoriko Wada, Tomohito Otobe
    • 学会等名
      CLEO/ Europe-EQEC 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 時間分解反射分光によるレーザープラズマ計測2017

    • 著者名/発表者名
      板倉 隆二
    • 学会等名
      光・量子ビーム科学合同シンポジウム2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Spatio-temporal diagnosis of laser-plasma formation on transparent solid probed by VUV reflection2017

    • 著者名/発表者名
      Ryuji Itakura
    • 学会等名
      The 8th Shanghai Tokyo Advanced Research Symposium on Ultrafast Intense Laser Science
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Time-resolved VUV reflection spectroscopy for spatio-temporal diagnosis of ultrafast plasma formation2017

    • 著者名/発表者名
      Ryuji Itakura, Hiroshi Akagi, Yoriko Wada, Tomohito Otobe
    • 学会等名
      The 6th Advanced Lasers and Photon Sources
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-resolved VUV reflection spectroscopy of spatio-temporal dynamics of transparent solid in intense laser fields2017

    • 著者名/発表者名
      Ryuji Itakura, Yoriko Wada, Hiroshi Akagi, Tomohito Otobe
    • 学会等名
      第2回アト秒科学に関する国際シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Space- and time-resolved VUV reflection spectroscopy of fused silica excited by an intense laser pulse2017

    • 著者名/発表者名
      Ryuji Itakura, Hiroshi Akagi, Yoriko Wada, Tomohito Otobe
    • 学会等名
      33rd Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 超高速光物性研究グループ

    • URL

      https://www.qst.go.jp/site/kansai-dapr/2657.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] Ultrafast Dynamics Group

    • URL

      https://www.qst.go.jp/site/kansai-adprenglish/2879.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 関西光科学研究所 超高速光物性研究グループ

    • URL

      https://www.qst.go.jp/site/kansai/2657.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 関西光科学研究所 | 組織:超高速光物性研究G

    • URL

      http://www.kansai.qst.go.jp/organization-1-3.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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