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2022 年度 研究成果報告書

レーザーアブレーション加振による誘起固有振動の時空間スケーリング

研究課題

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研究課題/領域番号 20K14684
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
研究機関近畿大学

研究代表者

三上 勝大  近畿大学, 生物理工学部, 講師 (20722763)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードレーザー / 振動 / 計測 / 固有振動 / 弾性波
研究成果の概要

レーザー照射時に生じる振動現象の時空間ダイナミクスを追究し、検証を行った。具体的な検証項目は、振り子などの物理的な加振とレーザーによる加振の違い、アブレーションを介さない光熱弾性波を用いた時の時空間ダイナミクス、そして、アブレーションを介したプラズマ発生を伴う際の時空間ダイナミクスの3点である。
物理的およびレーザーによる加振の違いとして、高次振動発生が最も異なることを明らかにした。光熱弾性波による時空間ダイナミクスは、熱拡散方程式で説明可能な線形現象であることを見出した。アブレーションを介した場合は、変位計測ではなく速度計測により評価可能であることを明らかにするに至った。

自由記述の分野

レーザー計測

研究成果の学術的意義や社会的意義

レーザー光による物体の加振は、質量を持たない光子により運動エネルギーが発生するため単純なニュートン力学では説明できない。したがって、光の吸収過程から振動発生に至るまでに何らかの物理現象を介する。加えて、レーザー光による加振は物体の固有振動を計測する可聴音領域の周波数に着目する場合、その変位量は評価物体サイズに対して極めて小さいサブマイクロメートルオーダーであり、ナノ秒パルスを用いた計測に対して極めて長い数ミリ秒継続する振動を対象とするため、そのオーダーは桁違いである。本研究では、レーザー加振現象の時空間ダイナミクスを追究し、その間接的な加振機構、桁違いのオーダーの学術的問いへアプローチした。

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公開日: 2024-01-30  

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