|
光音響効果を利用した水中衝撃波を利用して，媒質中に急激な圧力上昇を発生させる実験を行った．平面ガラス上に金属の薄膜を蒸着させ，これにYAGレーザーを照射することで，金属薄膜中に弾性波を形成し，これが薄膜中を伝播し，他端の水との接触面に到達した時に，衝撃波を伝播させる．伝播した衝撃波は球状の伝播波として広がっていき，周囲に急激な圧力の上昇を引き起こす．これまでに申請者らは，この基本メカニズムを確認して，レーザーの強度と伝播衝撃波の強さとの関連について基礎的なデータの積み重ねを行ってきた．伝播する衝撃波の伝播マッハ数はほとんど１，もしくはそれよりも数１００分の１大きい程度であるが，照射するレーザー強度によって，衝撃波による圧力上昇は急激に上昇することが判明している．前年度，および前々年度の研究では，これらの基本的な性状を把握することを目的として実験を重ねてきた．実験の結果では，衝撃波の伝播において，レーザー照射の照射面の大きさに対して，ほぼ同程度の距離離れたところまで，平面波の伝播モードで衝撃波は伝播して，それを越えると球面波の伝播特性を示す伝播速度の変化で進行することが確認された．本年度の実験においては，ファイバーにコーティングされたチタニウムによって生成される衝撃波の観察を行った．衝撃波の生成面はファイバーにすることで小さくなり，このことによって装置の小型化，実用化を目的にした実験を遂行することができた．実験では，生成された衝撃波の伝播を光学的に捉えることによって，衝撃波の進行速度を求め，これをマッハ数に変化して整理した．生じた衝撃波は，非線形性によって，複雑な干渉形態を示した．これは予測通りの結果であり，これによって衝撃波をさらに集中させるためのデバイスの考案のための基本的なデータが得られた．
|
