軟X線レーザー干渉計によるレーザーアブレーションの診断

Observation of the laser ablation process by the soft X-ray laser interferometer

長谷川 登; 越智 義浩; 河内 哲哉; 大場 俊幸; 海堀 岳史; 末元 徹*; 寺川 康太*; 富田 卓朗*; 山本 稔*

Hasegawa, Noboru; Ochi, Yoshihiro; Kawachi, Tetsuya; Oba, Toshiyuki; Kaihori, Takeshi; Suemoto, Toru*; Terakawa, Kota*; Tomita, Takuro*; Yamamoto, Minoru*

フェムト秒レーザー照射によるアブレーション過程の研究では、グレーティング状の周期構造形成等の特異的な現象が最近報告されており、微細加工技術への応用を目指した研究が精力的に進められている。われわれは、レーザーアブレーションの初期過程の解明を目指し、「アブレーションしきい値近傍の照射強度領域における表面構造の過渡的な振る舞い」の観測を行っている。ターゲットには白金を用い、照射レーザーにはチタンサファイアレーザー(パルス幅80fs)を用いた。表面構造の微小な変化を瞬間的に観測するために、日本原子力研究開発機構で開発したプラズマ軟X線レーザー(波長13.9nm,パルス幅7ps)をプローブとする軟X線レーザー干渉計とチタンサファイアレーザーを組合せ、ポンプ&プローブ計測を行ったのでこれを報告する。

In this study, we developed the shingle-shot soft X-ray laser interferometer at the wavelength of 13.9 nm by use of the double Lloyd's mirror geometry to measure the dynamics of the laser ablation. The lateral resolution and depth sensitivity of this interferometer were measured to be less than 1.5 micron and 1 nm, respectively. We combined this interferometer with Ti;Sapphire laser for this experiment. After 50 ps from laser irradiation, 35 nm expansion of the platinum sample was measured. And the expansion speed of the ablation front was estimated to be 700 m/s. The result of it shows there is low density structure (like as bubble structure) under the ablation front.