2022 Fiscal Year Annual Research Report
Scaling study of natural vibration induced by laser ablation
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20K14684
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
三上 勝大 近畿大学, 生物理工学部, 講師 (20722763)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | レーザー / 固有振動 / 熱弾性波 / アブレーション / ダイナミクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2年度目に実施した、レーザーアブレーションが生じないレーザー強度における光熱弾性波による計測試験について追加の事前検証を行った。2年度目はレーザーパルス幅を変化させる時間ダイナミクスの追究であったが、最終年度では照射スポットサイズを変化させ、レーザー誘起振動との依存性を評価することで空間ダイナミクスの追究を実施した。その結果、時間ダイナミクスと同様、熱拡散方程式で表現可能な線形現象で説明可能であることをつきとめた。
この成果をもとに、レーザーアブレーションによる時空間ダイナミクス追究にむけた熱偏向法およびシュリーレン光学系を用いた実験について検証を行った。
まず、熱偏向法による表面変異ダイナミクスについては、その変位量が極めてわずかで有ることから優位な計測結果が得られなかった。これは複数の振動モードが同時に生じるため、各モードの変位が平均化された4分円ディテクタで得られる変位は、その精度も相まって検出および解析が困難であると推測した。そこで、スキャニング式ドップラー振動計を用いて、変位ではなく速度情報として時空間ダイナミクスの検証試験を行った。その結果、レーザーアブレーションを介さない事前検証範囲で、振動の時空間挙動のダイナミクスデータの取得に成功した。現在は、この計測結果を解析中である。
一方、シュリーレン光学系によるプラズマ挙動の検証については、実験系の構築に至ったが、その計測結果より有意な相関データが取得できていない状況にある。今後、現在のノウハウに追加してプラズマが発生する水平方向からの計測に加え、垂直方向からの計測も組み合わせた三次元計測により追加検証する。
3年度間を通じた評価によりアブレーションを介した加振については、振り子等を使った物理的加振との差異、アブレーションを介さない熱弾性はでの評価では熱拡散によるダイナミクスの可視化および検証を達成した。
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