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ダイヤモンドアンビル高圧装置によって拘束されている試料にパルスレーザを照射して、それによって発生する超高温領域の熱膨張を拘束することにより生じる高圧を利用する超高圧装置の開発を行った。この装置では、ダイヤモンドアンビル高圧装置のように静的に高圧を維持できないが、ダイヤモンドアンビル高圧装置では達成できないテラパスカルオーダの超高圧の発生が可能であるだけでなく、衝撃波による高圧発生における高圧維持時間よりも数桁長い時間高圧を保持できる。本研究では、熱膨張する超高温領域の存在が高圧測定の隘路となることから、超高温領域と圧力測定可能な温度領域を試料内に同時に得るために、加熱試料あるいは圧力媒体として、熱伝導率が小さい気体を用いる方法を提示し、試料として固体水素を用いた場合の試料内温度分布を差分法によって計算することにより、試料内に超高温領域とルビー蛍光が測定できる領域が同時に存在し得ることを示した。さらに、本装置には、試料中の微小領域における高温および高圧の測定を可能にするために、ダイヤモンドアンビルセル内試料における任意の3個所からの輻射光スペクトルおよび試料内任意点に置かれたルビー結晶からの蛍光線スペクトルを時間分解で測定できる光学測定系を結合した。また、低温下で液化した気体中にダイヤモンドアンビルセルを浸すことによって試料室に気体試料を封入する装置を開発するとともに、この気体封入装置と光学測定系に適応した熱膨張拘束用ダイヤモンドアンビルセルを設計試作した。ついで、本装置において、高出力パルスYAGレーザの照射により、ダイヤモンドアンビルおよび光学測定系に損傷がないこと、および時間分解測定においてもルビー蛍光線が測定できることを確認し、開発した装置により超高圧発生実験が可能であることを示した。
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