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高強度極端紫外光パルスによる非線形光学過程における非線形分極率の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K03485
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
研究機関東京大学

研究代表者

岩崎 純史  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (30447073)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2020年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードフェムト秒レーザー / アブレーション / 過渡反射 / 二温度モデル / 過渡反射率測定 / joint-density-of-states / 極端紫外 / 数サイクル / 誘電率 / 反射率 / 時間分解分光法 / 極端紫外パルス / ブースター増幅器 / 非線形光学過程 / 非線形分極率 / 超高速ダイナミクス
研究成果の概要

金属表面などの固体試料において、光パルスによる励起によって反射率が時間変化することがよく知られており、これは光吸収後の電子励起による電子温度の励起が、周りの格子系に緩和することに起因する。本研究では、固体表面における紫外光パルス励起によって起きる反射率の時間変化が、過渡的な誘電率の変化によることを、実験とシミュレーションとの比較によって明らかにした。励起フルエンスを大きくすることによって、励起される状態が増えることによって、誘電率の変化を誘起していることがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

様々な物質と光との相互作用を応用した光を使った技術は、身の回り環境の計測やものづくりに用いられています。この研究では、光が物質と相互作用するときに、最初に起きる主な過程である光吸収と、物質がその結果どのように励起されて結合解離やアブレーションなどの物質加工に至るのか、ということについて、短い時間での物質の様子を実時間に観測する手法を用いて測定しました。この結果を再現するかシミュレーションしたところ、試料膜厚や光励起フルエンス、励起波長による実験条件の違いによる実験結果をよく再現することが明らかとなりました。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] サブフェムト秒分解能で観る光の場の中の分子および固体の超高速ダイナミクス2019

    • 著者名/発表者名
      岩崎純史, 山内 薫
    • 雑誌名

      光アライアンス

      巻: 30 ページ: 28-33

    • NAID

      40021765898

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Ultrafast electron relaxation and phonon thermalization process in gold thin film observed by transient reflectometry2021

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Hayashi, Atsushi Iwasaki Parinda Vasa, Kaoru Yamanouchi
    • 学会等名
      Symposium on Recent Development in Ultrafast Intense Laser Science 2
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ultrafast electron relaxation and phonon thermalization processes in gold thin film observed by transient reflectometry2020

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Hayashi, Atsushi Iwasaki Parinda Vasa, Kaoru Yamanouchi
    • 学会等名
      第14回分子科学討論会2020 オンライン討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Next generation soft X-ray light sources and applications2020

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Iwasaki
    • 学会等名
      Symposium on Recent Development in Ultrafast Intense Laser Science
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ultrafast electron relaxation process after optical excitation of gold thin film at 400 nm by transient reflectometry2019

    • 著者名/発表者名
      Astushi Iwasaki, Ryosuke Hayashi, Kaoru Yamanouchi
    • 学会等名
      第13回分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] シードFELによるコヒーレント極端紫外パルス光源2019

    • 著者名/発表者名
      岩崎 純史
    • 学会等名
      PF研究会「高繰り返し極短パルス光源の未来」
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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