| 研究課題/領域番号 |
16K06004
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
比田井 洋史 千葉大学, 大学院工学研究科, 教授 (60313334)
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| 研究分担者 |
森田 昇 千葉大学, 大学院工学研究科, 教授 (30239660)
松坂 壮太 千葉大学, 大学院工学研究科, 准教授 (30334171)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | レーザ誘起プラズマ |
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| 研究実績の概要 |
本申請は申請者らが見出したガラス内の閉空間に発生させたレーザ誘起プラズマをレーザ照射軸に沿って移動させる物理現象のメカニズム解明と応用を目的としている．
本年はプロセス観察が可能な実験装置の製作を行った．本課題には連続発振のレーザ発振器が不可欠である。また発光部を長くするために高出力である必要がある。これまでの予察実験はデモ機によって行われていたことから，発振器を導入し，現有する高速度カメラや分光器などを設置できるような実験系を構築した．さらに基礎実験として石英ガラスに対して実験を行い，このプラズマが表面に到達した際の挙動を 高速度カメラを用いて観察すると同時に，プラズマが飛散することでの得られる穴の形状などを評価した．
レーザ照射にともなって，光源に向かってプラズマが移動する．この発光の長さは3mm程度，移動速度は，600mm/s程度であった．そして，この移動した軌跡には，急熱急冷により形成した変質と所々，丸く囲まれる部分に黒くボイドが観察された．この発光がガラスの表面に達すると爆発音と共にガラスが噴出する．
ガラスが噴出した結果，ガラス表面から~4mm程度の範囲で穴があいた．ガラス表面では，その太さは90μm程度である．表面から離れるに従って太くなり，ガラスの入射側表面から100μm～800μm程度の範囲が最も太く，その太さは110μm程度である，表面から離れるに従って，徐々に細くなった．
穴の形成のプロセスの観察の結果，表面からの噴出が250μsで認められなくなることから，250μs程度という短時間で穴が形成したと考えられる．仮に，深さ3mmの位置にあったガラスが250us以内に穴の外に噴出したと考えるとその平均速度12m/s以上でガラスが噴出したと算出される．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
装置の購入，実験装置の構築は順調に進み，既に実験にも供されている．これらの装置により，プラズマの形成，高速度カメラによる観察や分光分析が可能となっている．しかし，雰囲気調整用のチャンバについては，他の部品がモデルチェンジし，高価になったなどの問題から十分に準備が進んでいない．一方，解析面については，ソースコードの準備を進めている．以上のことから，本研究課題は概ね順調に進展しているものと考える．
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の計画に従って，予定通り遂行する．準備の遅れている雰囲気調整用のチャンバについては，当初予定したものよりも簡便で安価なものとして，予算内で2017年度内に準備し，後れている部分の挽回を図る．
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