軟X線レーザーを用いた時間分解表面形状計測技術とレーザーアブレーションへの応用

Time-resolved surface imaging technique by using soft X-ray laser and study of femtosecond laser ablation

錦野 将元; 長谷川 登; 大西 直文*; 伊藤 篤史*; 河内 哲哉; 山極 満; 末元 徹*

Nishikino, Masaharu; Hasegawa, Noboru; Onishi, Naofumi*; Ito, Atsushi*; Kawachi, Tetsuya; Yamagiwa, Mitsuru; Suemoto, Toru*

日本原子力研究開発機構・関西光科学研究所の発振波長13.9nmのプラズマ軟X線レーザーを使用したピコ秒の時間スケールでナノメートルスケールの表面起伏をシングルショット計測可能なポンププローブ軟X線干渉イメージングシステムと反射率イメージングシステムの開発について報告する。この計測手法を用いてフェムト秒レーザー照射による金属表面におけるアブレーション過程のピコ秒からマイクロ秒にわたる変化の観測を行った。この13.9nmの軟X線は、固体密度程度の臨界密度を持つ一方、固体に対する浸透長が数nm程度のため、レーザーアブレーションによって生成される表面プラズマの影響をほとんど受けること無く固体表面の情報を得ることが可能である。これらの実験結果と分子動力学シミュレーションを用いたフェムト秒レーザーアブレーションに関する計算結果を比較しアブレーションダイナミクスの基礎的メカニズムの解明に向けた検討についても報告する。

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