Study of optical emission during spallative ablation induced by soft X-ray laser pulses

軟X線レーザー照射で起こる破砕的アブレーションから放出される可視発光の研究

石野 雅彦; 錦野 将元; 長谷川 登; Pikuz, T.; Skobelev, I. Y.*; Faenov, A.*; 山極 満; 河内 哲哉

Ishino, Masahiko; Nishikino, Masaharu; Hasegawa, Noboru; Pikuz, T.; Skobelev, I. Y.*; Faenov, A.*; Yamagiwa, Mitsuru; Kawachi, Tetsuya

軟X線レーザーを物質表面に集光照射すると破砕的アブレーションが起こることが提唱されている。軟X線レーザーによるアブレーション過程を探るために、当該過程において発生するプラズマの可視発光計測を試みた。軟X線レーザーの集光照射により物質表面にアブレーション構造が出現したが、アブレーションによるプラズマ発光を捕らえることはできなかった。アブレーション由来のプラズマ発光が観察されなかったことから、軟X線レーザーによるアブレーションでは高温のプラズマが発生しないことが示唆される。これは、シミュレーションから予想される結果と矛盾しない。実験ではレーザープラズマ光源から発生する可視光によるアブレーションの観測も試みた。軟X線レーザーと同程度の照射エネルギーをもつ可視光の集光照射ではアブレーションを起こすことはできなかった。このことから、軟X線レーザーによる表面改質は、可視光よりも低エネルギーで生じると考えられる。

To study the ablation process induced by soft X-ray laser (SXRL) and optical pulses, we irradiated the focused SXRL pulses having a wavelength of 13.9 nm or the focused optical light from plasma source to the material surfaces. The total energies of both pulses were almost the same. The optical spectra (visible range) of emission from the irradiated surfaces were measured by a camera. The ablation and modified structures caused by the single and multiple SXRL pulses were confirmed on irradiated surfaces. However, the optical emissions from the surfaces during the pulse irradiations were not observed. In the same geometry, the LiF surface was not modified by the optical irradiation, but scattered visible light was observed. The experimental result investigated by our study is consistent with the theoretical calculations.