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光周波数コムを用いた光の反射における運動量移行過程の測定

研究課題

研究課題/領域番号 17K14320
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 物性Ⅰ
研究機関東京大学

研究代表者

谷 峻太郎  東京大学, 物性研究所, 助教 (80711572)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード超短パルスレーザー / 形状変化 / 光と物質の相互作用 / 光の運動量転写 / 物質の変性 / 光物性 / 光周波数コム
研究成果の概要

本研究は1ピコ秒未満の超短パルスレーザーが物体に照射されたとき、パルスの持つ運動量が物体に移行する過程の観測を目的としたものである。高強度の超短パルスレーザー照射のもつ運動量によりもたらされた形状変化を精密に測定することにより運動量移行の測定するため高強度超短パルス照射前後の3次元形状を比較可能な実験系を構築し、垂直方向に3ナノメートル以下の精度を実現した。結果として、複数パルスのレーザー照射に伴う形状変化がランジュバン方程式で記述可能であることを見出し、物質の力学的な性質の及ぼすが光と物質の相互作用に与える影響を定量化することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は光と物質の相互作用における運動量の移行過程を明らかにすることを目的として行ったものである。光の運動量とエネルギーの関係は物質における運動量とエネルギーの関係に比べると極めて小さいが、超短パルスレーザーを用いることで光と物質の相互作用時間を十分に小さくすると、関与する原子数が小さくなることによって、光の運動量の及ぼす影響が顕著になることが考えられる。このような影響はレーザー加工のように超短パルスレーザーを用いて物質を改変する際に重要となる。本研究により開発された実験手法は超短パルスレーザーによる物質の表面形状の変化を通じて、超短パルスと物質の相互作用を測定可能とするものである。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Pulse-by-pulse depth profile measurement of femtosecond laser ablation on copper2018

    • 著者名/発表者名
      Tani Shuntaro、Kobayashi Yohei
    • 雑誌名

      Applied Physics A

      巻: 124 号: 3 ページ: 265-265

    • DOI

      10.1007/s00339-018-1694-2

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Pulse-by-pulse surface structure evolution during multiple-pulse femtosecond laser ablation2019

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Tani and Yohei Kobayashi
    • 学会等名
      Photonics West 2019
    • 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] 高強度超短パルスレーザー照射化での表面形状のパルス毎ダイナミクス2019

    • 著者名/発表者名
      谷峻太郎, 小林洋平
    • 学会等名
      第74回日本物理学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザーアブレーション過程の表面粗さ依存性2018

    • 著者名/発表者名
      谷峻太郎, 小林洋平
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 不可逆系の光物理:超短パルスレーザー加工の基礎と応用2018

    • 著者名/発表者名
      谷峻太郎, 小林洋平
    • 学会等名
      第8回光科学異分野横断萌芽研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nanometer-Precision Measurement of Surface Morphology Change Induced by Femtosecond Laser Ablation2018

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Tani and Yohei Kobayashi
    • 学会等名
      11th International Conference on Photo-Excited Processes and Applications
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フェムト秒レーザー加工における深さ形状のパルス毎測定2018

    • 著者名/発表者名
      谷峻太郎, 小林洋平
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 谷峻太郎, 小林洋平2018

    • 著者名/発表者名
      金属のフェムト秒レーザー加工過程におけるエネルギー移動
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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