| 研究課題/領域番号 |
20K15188
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分30020:光工学および光量子科学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
谷 峻太郎 東京大学, 物性研究所, 助教 (80711572)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | レーザーアブレーション / テラヘルツ時間領域分光 / 深層学習 / テラヘルツ / 不可逆変化 / シングルショット / 時間領域分光 / 不可逆現象 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は不可逆現象をとらえるための高感度かつシングルショットのテラヘルツ時間領域分光光学系を開発することを目的とする。現在高感度な時間領域分光は繰り返し測定を基として行われており、単発で起こる不可逆現象を捉えることができないという課題がある。他方、既存のシングルショットテラヘルツ時間領域分光法は測定手法の技術的制約のため測定感度が低くなってしまうという課題がある。本研究では測定用光源を開発し高感度かつシングルショットにテラヘルツ波の実時間波形を捉える手法を開発する。
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| 研究成果の概要 |
本研究課題は超短パルスレーザーにより引き起こされる破壊過程をテラヘルツ放射を通して明らかにすることを目的としたものである。本研究では主として2つの成果を得た。1つはレーザーアブレーションに伴うテラヘルツ電磁波放射の時間波形から金属におけるレーザーアブレーションのメカニズムを明らかにしたことである。もう1つは、シングルパルス照射毎に起こる表面形状の変化を深層ニューラルネットワークを用いた差分方程式により記述することに成功し、予測性の高いレーザー加工シミュレーターの開発に成功したことである。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
超短パルスレーザーによる物質の破壊過程は超短パルスレーザーアブレーションと呼ばれ、強い光電場により瞬間的に駆動された物質系がどのように振る舞うのかという興味のもと30年以上に渡って研究が行われてきたがそのメカニズムは未だ明らかになっていなかった。また超短パルスレーザーアブレーションを用いた加工ができることが知られていたが、多パルス照射後の3次元形状を予測できるモデルは存在しなかった。本研究課題の遂行により明らかになったアブレーションメカニズムおよび、構築された深層学習に基づくシミュレータはこれらの課題を乗り越えたものである。
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