| 研究課題/領域番号 |
18H03812
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分24:航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
松井 信 静岡大学, 工学部, 准教授 (90547100)
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| 研究分担者 |
葛山 浩 鳥取大学, 工学研究科, 教授 (80435809)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
44,980千円 (直接経費: 34,600千円、間接経費: 10,380千円)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2019年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
2018年度: 22,230千円 (直接経費: 17,100千円、間接経費: 5,130千円)
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| キーワード | レーザー維持プラズマ / 大気圧プラズマ / 半導体レーザー / 宇宙推進 / プラズマ診断 / レーザー分光 / 高出力半導体レーザー / 非平衡計算 |
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| 研究成果の概要 |
宇宙推進機の熱源としてのレーザー維持プラズマ特性について実験，数値計算両面から検証した．4kW半導体レーザーを用いた実験ではXe，Kr及びAr単体でのLSP生成及びそれらをベースとした混合ガスでのLSP生成に成功した．Xeに比べ安価なArでのLSP生成例は半導体レーザーでは初めての報告例であり，また原子線吸収の影響により電離電圧がより低いKrよりAr-LSPの生成しきい値が低くなることが実験，CFDにより実証された．発光分光法による温度計測の結果，LSP温度は12000K程度（Ar）とアーク放電より高く，推進機に適用することで従来のアークジェットより高い比推力が得られることがわかった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究における学術的意義はレーザー光吸収過程が従来の逆制動放射だけではなく原子線吸収を併用することで生成しきい値を大幅に低減できることが実証されたことである．これにより，発振効率が高く，低コスト，コンパクトな半導体レーザーによりキセノンに比べ遥かにコストが低いアルゴンでのLSP生成が可能になった．工学的にはこの成果は非常に高く，LSPが従来の直流，交流放電プラズマに優る特性，すなわち高温，高圧，高輝度，純度（低コンタミ）が利用可能になり宇宙推進だけではなくEUV光源としての応用に関して半導体企業からの問い合わせもあり社会的意義も高い成果だと考えている．
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