Observation of femtosecond laser ablation process on Tungsten by using a soft X-ray laser probe

軟X線レーザープローブ光を用いたフェムト秒レーザーによるタングステンのアブレーション過程の観察

錦野 将元; 長谷川 登; 富田 卓朗*; 江山 剛史*; 柿本 直也*; 大西 直文*; 伊藤 篤史*; 馬場 基芳*; 南 康夫*; Inogamov, N.*; Faenov, A.*; 河内 哲哉; 山極 満; 末元 徹*

Nishikino, Masaharu; Hasegawa, Noboru; Tomita, Takuro*; Eyama, Tsuyoshi*; Kakimoto, Naoya*; Onishi, Naofumi*; Ito, Atsushi*; Baba, Motoyoshi*; Minami, Yasuo*; Inogamov, N.*; Faenov, A.*; Kawachi, Tetsuya; Yamagiwa, Mitsuru; Suemoto, Toru*

近年、フェムト秒レーザーアブレーションによるリップル形成、ナノスケールアブレーションやナノ粒子生成などに関する興味深い現象が数多く報告されているが、その基礎的なメカニズムは理解されていない。これまで用いてきた金サンプルより融点の高いタングステンのフェ ムト秒レーザー照射によるアブレーション過程の解明のために、フェムト秒レーザー(波長795nm、パルス幅80fs)ポンプ・ピコ秒軟X線レーザー(波長13.9nm、パルス幅7ps)プローブを用いて、ピコからナノ秒スケールで起きるフェムト秒レーザーアブレーション過程の観測を行った。レーザー照射の数ピコ秒後から 数ナノ秒後の時間領域のサンプル表面でのアブレーション面の膨張過程について軟X線による反射及び干渉計測を行い、アブレーション表面の状態について解析を行った。講演ではタングステンと金のアブレーション過程の違いについて中心に考察する。

Femtosecond laser ablation processes on gold and tungsten were observed by the single shot pump and probe imaging using a soft X-ray laser probe. A clear difference was found in the temporal behavior of the dynamical response of the soft X-ray reflectivity depending on the irradiated laser fluence in two materials. The duration of the femtosecond laser ablation on the tungsten is shorter than the gold case and the narrow dark rings around the crater position were found in the tungsten case. Our experimental data lead to better understanding of the initial process of the laser ablation dynamics.