軟X線レーザーを用いた物質表面微小変位の高時間分解イメージング手法の開発

• 研究課題/領域番号: 20740326
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: プラズマ科学
• 研究機関: 独立行政法人 日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 越智 義浩 独立行政法人 日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (20370372)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2009年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2008年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: プラズマ応用 / 軟X線レーザー / ダブルロイズ型干渉計 / ポンプ&プローブ / アブレーション / 干渉計 / 固体表面過渡現象 / 光誘起相転移

研究概要

固体表面における微小変位の観測を目的とし、波長13.9ナノメートル、パルス幅7ピコ秒の軟X線レーザーパルスをプローブ光源とした干渉計を開発した。この軟X線レーザー干渉計により、2次元平面内での空間分解能は1.5マイクロメートル、深さ方向の感度は1ナノメートル以下を達成した。また、シングルショットによる観測が可能であり、露光時間7ピコ秒での時間分解スナップショットが得られた。本装置を用い、フェムト秒レーザーによるアブレーションの初期過程における固体表面の観測を実施した結果、レーザー照射後数10ピコ秒の時間スケールにて、プリアブレーションによるナノメートルスケールでの表面の膨張が起こることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Development of Plasma Soft-X-Ray Lasers for Applications (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Ochi, N. Hasegawa, M. Nishikino, M. Tanaka, T. Ohba, T. Kaihori, M. Kishimoto, M. Kado, M. Ishino, T. Imazono, K. Sato, T. Kawachi
  • 雑誌名: proceedings of APLS 2010 ページ: 30-30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Demonstration of SubmicroJoule, Spatially Coherent Soft-X-Ray Laser Pumped by 0. 1 Hertz, 10 Joule, Picosecond Laser, Jan (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Ochi, T. Kawachi, N. Hasegawa, M. Nishikino, T. Ohba, M. Tanaka, M. Kishimoto, T. Kaihori, K. Nagashima, A. Sugiyama
  • 雑誌名: J. Appl. Phys vol.48(Rapid Communication)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Demonstration of SubmicroJoule, Spatially Coherent Soft-X-ray Laser pumped by 0.1 Hertz, 10 Joule, Picosecond Laser (2009)
  • 著者名/発表者名: 越智義浩
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics(Rapid Communication) 48
  • NAID: 40016890454
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Laser System for 0. 1-Hz X-ray Laser (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Ochi, T. Kawachi, N. Hasegawa, K. Nagashima, M. Nishikino, M. Kishimoto, M. Tanaka
  • 雑誌名: The Review of Laser Engineering volume2008 ページ: 1136-1138
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Driver Laser System for 0.1-Hz X-ray Laser (2008)
  • 著者名/発表者名: 越智義浩
  • 雑誌名: The Review of Laser Engineering supplement volume 2008 ページ: 1136-1138
  • NAID: 130004465984
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-shot picoseconds interferometry with one-nanometer resolution for dynamical surface morphology using soft X-ray laser
  • 著者名/発表者名: T. Suemoto, K. Terakawa, Y. Ochi, T. Tomita, M. Yamamoto. N. Hasegawa, M. Deki, Y. Minami, T. Kawachi
  • 雑誌名: Opt. Express (掲載決定)
  • 査読あり
• [学会発表] Development of Plasma Soft-X-Ray Lasers for Applications (2010)
  • 著者名/発表者名: 越智義浩
  • 学会等名: 第7回アジア・パシフィックレーザーシンポジウム
  • 発表場所: 韓国済州島
  • 年月日: 2010-05-12
• [学会発表] 軟X線レーザープローブによる固体表面ダイナミクス観測手法の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 越智義浩
  • 学会等名: 日本物理学会 第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山県)
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] ポンプ-プローブ軟X線干渉計によるアブレーションダイナミクスの観測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 寺川康太
  • 学会等名: 日本物理学会 第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山県)
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] コヒーレント軟X線プローブによるフェムト秒レーザーアブレーションダイナミクスの観測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 富田卓朗
  • 学会等名: 第57回応用物理学関連連合講演会
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] コヒーレント軟X線プローブによるフェムト秒レーザーアブレーションダイナミクスの観測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 富田卓朗
  • 学会等名: 第57回 応用物理学関連連合講演会
  • 発表場所: 東海大学(神奈川県)
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] 軟X線レーザープローブによる固体表面ダイナミクス観測手法の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 越智義浩
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-10
• [学会発表] ポンプ-プローブ軟X線干渉計によるアブレーションダイナミクスの観測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 寺川康太
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-10
• [学会発表] Applications of Laser Driven Plasma Soft X-ray Laser in JAEA (2010)
  • 著者名/発表者名: 越智義浩
  • 学会等名: レーザー共同研究所設立記念国際シンポジウム
  • 発表場所: アクアトム敦賀
  • 年月日: 2010-02-18
• [学会発表] Applications of Laser Driven Plasma Soft X-ray Laser in JAEA (2010)
  • 著者名/発表者名: 越智義浩
  • 学会等名: レーザー共同研究所設立記念国際シンポジウム
  • 発表場所: 敦賀(福井県)
  • 年月日: 2010-02-18
• [学会発表] 高輝度プラズマ軟X線レーザーの高繰り返し発生と物性研究への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 越智義浩
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第30回年次大会
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター(吹田市)
  • 年月日: 2010-02-04
• [学会発表] 高輝度プラズマ軟X線レーザーの高繰り返し発生と物性研究への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 越智義浩
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第30回年次大会
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター(大阪府)
  • 年月日: 2010-02-04
• [学会発表] 軟X線レーザープローブによる固体表面における高速過渡現象の観測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 越智義浩
  • 学会等名: 高速度イメージングとフォトニクスに関する総合シンポジウム2009
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2009-12-10
• [学会発表] 軟X線レーザープローブによる固体表面における高速過渡現象の観測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 越智義浩
  • 学会等名: 高速度イメージングとフォトニクスに関する総合シンポジウム2009
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府)
  • 年月日: 2009-12-10
• [学会発表] 軟X線レーザー干渉計を用いたナノスケール擾乱の高時間分解観察 (2009)
  • 著者名/発表者名: 越智義浩
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-27
• [学会発表] 軟X線レーザー干渉計を用いたナノスケール擾乱の高時間分解観察 (2009)
  • 著者名/発表者名: 越智義浩
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学(熊本県)
  • 年月日: 2009-09-27
• [学会発表] Development of 0. 1-Hz Double-Target X-ray Laser and Its Application (2009)
  • 著者名/発表者名: 越智義浩
  • 学会等名: Ultrafast Optics VII/High Field Short Wavelength XIII
  • 発表場所: フランス・アルカション
  • 年月日: 2009-09-03
• [学会発表] Development of 0.1-Hz Double-Target X-ray Laser and Its Application (2009)
  • 著者名/発表者名: 越智義浩
  • 学会等名: Ultrafast Optics VII/High Field Short Wavelength XIII
  • 発表場所: アルカション(フランス)
  • 年月日: 2009-09-03
• [学会発表] 10J, picosecond, 0. 1-Hz Nd:glass laser system dedicated to X-ray lasers (2008)
  • 著者名/発表者名: 越智義浩
  • 学会等名: 第3回先進的レーザーとその応用に関する国際会議
  • 発表場所: 中国・同里
  • 年月日: 2008-10-29
• [学会発表] 10J, picosecoLd, 0.1-Hz Nd:glass laser system dedicated to X-ray lasers (2008)
  • 著者名/発表者名: 越智義浩
  • 学会等名: 3^<rd> International Confereice on Ultrahigh Intensi ty Lasers (第3回先進的レーザーとその応用に関する国際会議)
  • 発表場所: 同里、中国
  • 年月日: 2008-10-29
• [学会発表] New driver laser system for double target X-ray lasers (2008)
  • 著者名/発表者名: 越智義浩
  • 学会等名: 第11回X線レーザーに関する国際会議
  • 発表場所: 二値、英国・ベルファスト
  • 年月日: 2008-08-20
• [学会発表] New driver laser system for double target X-ray lasers (2008)
  • 著者名/発表者名: 越智義浩
  • 学会等名: 11^<th> International Conference on X-ray Lasers(第11回 X線レーザーに関する国際会議)
  • 発表場所: ベルファスト、英国
  • 年月日: 2008-08-20