| 研究課題/領域番号 |
12450034
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
岡田 龍雄 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 教授 (90127994)
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| 研究分担者 |
高橋 昭彦 九州大学, 医療技術短期大学, 助教授 (30187992)
内野 喜一郎 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 教授 (10160285)
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| キーワード | エキシマー / Ar_2エキシマー / 真空紫外 / レーザー加熱プラズマ / Ar_2エキシマーレーザー / 予備電離 / UV予備電離 / 光リソグラフィー |
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| 研究概要 |
Ar_2エキシマーレーザーの波長126nmは窓材が使える波長範囲では最短波長であり、実用的なAr_2レーザーが開発されれば、光リソグラフィーを始め、レーザー光による材料の微細加工、光誘起化学反応、分光計測など広範な応用が期待できる。これまで、Ar_2エキシマーレーザーは電子ビーム励起方式での発振が報告されているだけで、放電励起のような実用的装置での発振報告は皆無である。Ar_2エキシマーレーザーの発振には、10気圧以上のArガス中に100MW/cm^3程度の励起パワーを注入する必要があると考えられるが、現在実用化されているUV予備電離式放電励起では、放電の安定性による制限のために、このような高密度励起状態を実現することは困難と考えられる。
我々の研究グループでは、10気圧以上のArガス中に100MW/cm^3程度のパワーを安定に注入できる実用的な励起方式として、レーザー加熱プラズマ励起方式を提案している。この方式は、10気圧以上のArガスをあらかじめ予備電離し、予備電離で発生した初期電子をレーザー光の電界で加熱するものである。本研究では、この方式に基づく装置を試作し、プラズマからの真空紫外発光特性を詳細に調べ、レーザー発振の可能性を実験的に検討した。
本研究で得られた結果は以下の通りである。
(1)予備電離を行なった時のみプラズマの生成が確認された。これから、予備電離で発生した電子のレーザー加熱によりプラズマが生成されていると考えられる。
(2)Ar_2の発光スペクトルが同定された。レーザー加熱励起方式によりAr_2の生成が可能であることが実証された。
(3)Ar_2の発光パルス波形は、シミュレーション結果と良く一致しており、プラズマがCO_2レーザーで制御されており、レーザーブレイクダウンプラズマとはことなることが示された。
(4)しかし、明確な利得、スペクトルの狭帯域化は確認は今後の課題である。
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