Low electron temperature in ablating materials formed by picosecond soft X-ray laser pulses

ピコ秒パルス軟X線レーザー照射による低電子温度アブレーションプラズマの形成

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

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

波長13.9nmを持つピコ秒軟X線レーザーパルスを集光照射すると、物質表面には多彩なアブレーション構造が形成される。軟X線レーザーによるアブレーション機構の解明を目指して、アブレーション物質からのプラズマ発光観察および電子温度の導出を試みた。アブレーションに伴う可視発光の観察から、アブレーションの継続時間を1,000ps以下と仮定したとき、軟X線レーザーによって加熱された物質の電子温度が1eV未満であることがわかった。また、導出した加熱物質の電子温度は、Warm Dense Matterと呼ばれる非平衡な物質状態の中でも特に低温領域にあることが判明した。発表ではアブレーション実験の現状についても述べる。

To study the ablation process induced by the soft X-ray laser pulse, we investigated the electron temperature of the ablating material. Focused soft X-ray laser pulses having a wavelength of 13.9 nm and duration of 7 ps were irradiated onto target surfaces, and we observed the optical emission from surfaces by use of an optical camera. On target surfaces, we could confirm damage structures, but no emission signal in the visible spectral range during ablation could be observed. Then, we estimated the electron temperature in the ablating matter, and we estimated the electron temperature to be lower than 1 eV and the process duration was shorter than 1000 ps. This result is in good accordance with the theoretical prediction. Our investigation implies that the spallative ablation occurs in the low electron temperature region of a non-equilibrium state of warm dense matter. We will present the current state of our eperimental results.