Experimental verification of femtosecond laser ablation schemes by time-resolved soft X-ray reflective imaging

時間分解軟X線反射計測手法によるフェムト秒レーザーアブレーションスキームの実験的検証

富田 卓朗*; 山本 稔*; 長谷川 登; 寺川 康太*; 南 康夫*; 錦野 将元; 石野 雅彦; 海堀 岳史*; 越智 義浩; 河内 哲哉; 山極 満; 末元 徹

Tomita, Takuro*; Yamamoto, Minoru*; Hasegawa, Noboru; Terakawa, Kota*; Minami, Yasuo*; Nishikino, Masaharu; Ishino, Masahiko; Kaihori, Takeshi*; Ochi, Yoshihiro; Kawachi, Tetsuya; Yamagiwa, Mitsuru; Suemoto, Toru

軟X反射率計測からフェムト秒レーザーアブレーションにおけるアブレーションフロントの表面状態について計測を行った。軟X線レーザーとフェムト秒レーザーを用いたポンプ・プローブ計測手法を開発し、系統的な遅延時間における軟X線反射率の計測を行った。ガウス型の強度分布を持ったフェムト秒レーザー光(800nm)をポンプ光として用いることで、強励起,中励起,弱励起と照射強度を変化させた場合の軟X線反射率の時間変化を計測した結果、強励起領域においては、反射率がフェムト秒レーザー照射後、すぐに低下し、中励起領域においては強励起部分よりは遅い時間で反射率が低下し、最終的に160ピコ秒程度で反射率が最低になる。弱励起領域においては反射率の低下は計測されなかった。これらの結果より、フェムト秒レーザー照射の局所フルエンスに対して明確な閾値特性をもったアブレーションダイナミクスの変化が起こることを明らかにした。

Pump and probe reflective imaging using a soft X-ray laser probe was applied to the observation of the early stage of femtosecond laser ablation process on platinum. In strongly excited area, drastic and fast reflectivity drop was observed. In moderately excited area, the decay of the reflectivity is slower than that in the strongly excited area, and the reflectivity reaches its minimum at t = 160 ps. In weakly excited area, laser-induced reflectivity change was not observed. These results give the critical information about the femtosecond laser ablation.