レーザーアブレーション機構解明のためのナノ秒形態観察・分光システムと解析法の確立

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07554063
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 増原 宏 大阪大学, 工学部, 教授 (60029551)
• 研究分担者: 岡 宏一 大塚電子(株), 研究開発1部, 部長(研究者) ; 福村 裕史 大阪大学, 工学部, 助教授 (50208980)
• キーワード: レーザーアブレーション / 時間分解干渉画像計測 / 時間分解分光計測 / 有機凝縮系 / 繰り返し多光子吸収機構 / 光化学機構 / 光熱機構

研究概要

光と物質の相互作用に基づく多様な物理的・化学的現象の解明は、現在最も注目を浴びている分野である.我々はフィルム、微結晶、微粒子を含む各種有機固体の超高速分光、顕微分光、光反応、光マニピュレーションの研究を推し進めているが、パルスレーザー光強度を徐々に上げていくとその中で必ずパルスレーザーにより有機固体の形態変化が起こる.このダイナミクスは光物理・光化学現象として興味深いのみならず、構造・物性変化の動的側面を時間分解測定に基づいて考察することが出来る現象として貴重である.
本研究ではナニ秒パルスレーザーとマイケルソン型干渉画像計測法を組み合わせ、10nsの時間分解能で20nmの表面変位を測定する新しい時間分解干渉画像計測法を開発した.これにより得られる微小形態変化ダイナミクスを、各種時間分解分光法のデータと組み合わせ考察することにより、アブレーションの基礎的研究として新しい地平線を切り拓くことが出来たと考えている.
1)新しい方法論の開発
2)“繰り返し多光子吸収"による光熱的レーザーアブレーション機構の確立
3)光化学的レーザーアブレーション機構の確立
4)高分子フィルムの膨張・収縮ダイナミクスの解明
5)高分子固体の光分解反応とエッチングダイナミクスの解明

研究成果

• [文献書誌] T.Lippert, L.S.Bemett, T.Kunz, C.Haher, A.Wokaum, H.Furutani, H.Fukumura, H.Masuhara, T.Nakamura, A.Yabe: "Photopolymers designed for high resolution laser ablation ata specific irradiation wavelength" SPIE. vol.2992. 135-143 (1997)
• [文献書誌] M.Hosoda, H.Furutani, H.Fukumura, H.Masuhara, M.Nishii, N.Ishimine, S.Kambara: "Laser Ablation Dymanics of Amorphous Film of a Cu-Phthalocyanine Derivative" The Review of Laser Engineering. vol.25. 306-311 (1997)
• [文献書誌] H.Furutani, H.Fukumura, H.Masuhara, T.Lippert, A.Yabe: "Laser-Induced Decomposition and Ablation Dynamics Studied by Nanosecond Interferometry 1.A Triazenopolymer Film" J.Phys.Chem.vol.101. 5742-5747 (1997)
• [文献書誌] K.Hatanaka, M.Kawao, Y.Tsuboi, H.Fukumura, H.Masuhara: "Switching from photochemical to photothermal mechanism in laser ablation of benezene solutions" J.Appl.Phys.vol.82. 5799-5806 (1997)
• [文献書誌] Y.Tsuboi, K.Hatanaka, H.Fukumura, H.Masuhara: "The 248 nim examer laser ablation mecharnkm of Ciquid benzone derivatiues:photochemicl fomation of benzg Cradical lcads to ablation" J.Phys.Chem.(印刷中).
• [文献書誌] H.Furutani, H.Fukumura, H.Masuhara, S.Kambara, T.Kitaguchi, H.Tsukuba, T.Osawa: "Laser-anduced deconposition and ablation dynamics studied by namusecond intafeomaying.2.a reactive nitrocellulose film" J.Phys.Chem.(印刷中).
• [文献書誌] 増原宏(編集協力者): "ビジュアルレーザーの科学" 丸善株式会社, 183 (1997)