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西原 功修*; 砂原 淳*; 佐々木 明; 田沼 肇*; 小池 文博*; 藤岡 慎介*; 西村 博明*; 島田 義則*
レーザー研究, 36(11), p.690 - 699, 2008/11
EUV光源の実用化のために重要な条件は、励起レーザー光からEUV光への変換効率(CE)を高めることである。われわれは原子物理に基づく考察により、SnがXeやLiなどよりも優れた媒質であることを示す。次に、プラズマの自己相似解に基づく理論モデルで、高いCEを得る最適な条件について議論する。そして、ドロップレットターゲットをCO
レーザーのダブルパルスで照射することで5
7%の効率を得る可能性があることを示す。
井澤 靖和*; 西原 功修*; 田沼 肇*; 佐々木 明; 村上 匡且*; 砂原 淳*; 西村 博明*; 藤岡 慎介*; 青田 達也*; 島田 義則*; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 112, p.042047_1 - 042047_4, 2008/00
被引用回数：8 パーセンタイル：93.57(Physics, Fluids & Plasmas)高出力EUV光源システムの開発のために、レーザー生成Snプラズマの理論的,実験的なデータベースの構築を行った。プラズマの基礎過程の理解のもとに、デブリ粒子の発生を抑止しつつ、高効率で高出力の発光を得るための、最適なレーザー及びプラズマの条件が明らかになった。先進的なターゲット製造技術や、高出力レーザーの技術の開発についても併せて報告する。
西原 功修*; 砂原 淳*; 佐々木 明; 沼波 政倫*; 田沼 肇*; 藤岡 慎介*; 島田 義則*; 藤間 一美*; 古河 裕之*; 加藤 隆子*; et al.
Physics of Plasmas, 15(5), p.056708_1 - 056708_11, 2008/00
被引用回数：122 パーセンタイル：97.46(Physics, Fluids & Plasmas)Extreme ultraviolet (EUV) radiation from laser-produced plasma (LPP) has been thoroughly studied for application in mass-production of the next generation semiconductor devices. One critical issue for realization of a LPP-EUV light source for lithography is the conversion efficiency (CE) from incident laser power to EUV radiation of 13.5 nm wavelength (within 2% bandwidth). Another is solving a problem of damage caused by debris reaching a EUV collecting mirror. We here present an improved power balance model, which can be used for the optimization of laser and target conditions to obtain high CE. An integrated numerical simulation code has been developed for target design. The code is shown to agree well with experimental results not only for the CE but also for detailed EUV spectral structure. We propose a two pulse irradiation scheme for high CE and reduced ion debris using a carbon dioxides laser and a droplet or punch-out target.
砂原 淳*; 佐々木 明; 田沼 肇*; 西原 功修*; 西川 亘*; 小池 文博*; 藤岡 慎介*; 青田 達也*; 山浦 道照*; 島田 義則*; et al.
プラズマ・核融合学会誌, 83(11), p.920 - 926, 2007/11
次世代の半導体露光用光源として注目されるレーザー生成スズプラズマからの極端紫外光(Extreme Ultra-Violet: EUV)を一次元、及び二次元の放射流体コードを用いて解析した。われわれは輻射過程を正確に計算するために、詳細原子コードを用いてスズプラズマのX線放射率,吸収率を計算し、その遷移エネルギーの精度を実験的に確認した。精度が検証された原子データをもとに光励起を考慮した一次元放射流体シミュレーションを行い、EUV光のプラズマ中での自己吸収が輻射輸送において重要であることを見いだした。さらにプラズマのスケール長がレーザースポットサイズと同等か、もしくは大きい場合には多次元的なプラズマの膨張が無視できないため、二次元放射流体コードを用いて解析を行った。その結果、プラズマの多次元な膨張が無視できない場合にはEUVの吸収スペクトルが減少し、EUV出力が増大することを見いだした。また、計算で得られたスペクトルは実験値をよく再現している。
藤岡 慎介*; 西村 博明*; 西原 功修*; 佐々木 明; 砂原 淳*; 奥野 智晴*; 上田 修義*; 安藤 強史*; Tao, Y.*; 島田 義則*; et al.
Physical Review Letters, 95(23), p.235004_1 - 235004_4, 2005/12
被引用回数：147 パーセンタイル：95.58(Physics, Multidisciplinary)レーザー生成スズプラズマからの極端紫外(EUV)発光へのオパシティの効果を実験的に解析した。X線放射によって電子温度30-40eVの均一なスズプラズマを生成することにより、EUV波長域(10-20nm)におけるオパシティを初めて測定した。測定されたオパシティは理論計算とほぼ一致した。理論計算で求めたオパシティを用いた輻射流体シミュレーションと実験の比較の結果は、EUV光源としての効率を高めるためには、13.5nm領域でプラズマの光学的厚みが1程度以上になることが必要だが、反面オパシティが大きすぎると吸収の効果によって効率が低下することを示し、オパシティの制御が重要なことを示す。
島田 義則*; 西村 博明*; 中井 光男*; 橋本 和久*; 山浦 道照*; Tao, Y.*; 重森 啓介*; 奥野 智晴*; 西原 功修*; 河村 徹*; et al.
Applied Physics Letters, 86(5), p.051501_1 - 051501_3, 2005/01
被引用回数：113 パーセンタイル：94.26(Physics, Applied)EUV光源として用いられるSnプラズマの基本的な輻射流体力学的な特性を明らかにするために、阪大レーザー研の激光XII号レーザーで球状のSnターゲットを照射し、生成したプラズマからのEUV光のスペクトル,発光強度分布,波長13.5nm領域の2%帯域中の発光強度とその時間変化,変換効率の測定を行った。照射強度5
10
W/cm
において最大効率3%が得られた。変換効率のレーザー強度依存性を等温膨張プラズマを仮定した理論モデルと比較した。
山田 知典; 大道 博行; 河村 弘; 島田 義則*
no journal, ,
日本原子力研究開発機構では、東京電力福島第一原子力発電所の廃止措置の推進のため、燃料デブリの取出しや、放射性廃棄物の処理・処分等の高放射線量率下での作業を想定した遠隔技術開発を行っている。レーザー診断はこの遠隔技術の一つであり、ホットセル内で熱影響を受けた放射化試料の機械特性等の評価を目的として開発している。本技術は、レーザーを対象物に照射することで超音波を発生し、対象物を伝播することで、対象物内部の情報を超音波信号としてレーザーにより取得するものである。遠隔、非接触で機械特性変化等の特性を収集・評価が可能となる。本報告では、熱影響による機械特性変化の評価予備試験を実施した。熱処理有無で超音波の伝播速度を比較する評価を行い、熱処理有では、超音波速度が遅くなることが確認され、本評価手法により熱影響による機械特性変化等を評価できる可能性が示唆された。
三上 勝大; 倉橋 慎理*; 北村 俊幸*; 長谷川 登; 岡田 大; 近藤 修司; Kotyaev, O.*; 島田 義則*; 河内 哲哉
no journal, ,
コンクリート製社会インフラ構造物の老朽化による深刻な事故が懸念されており、重大事故を未然に防ぐため打音法によるコンクリートの内部欠陥検査が進められている。最近、開発が進められているレーザーを用いた内部欠陥検査手法では、振動励起レーザーの高エネルギーパルスによりコンクリート表面に振動を発生させ、振動箇所を検出レーザーを用いて遠隔かつ定量的に内部欠陥を評価が可能となっている。我々は、高速のコンクリートの内部欠陥検査を行うため、振動励起レーザーおよび検出レーザーの高繰返し化を行った検査システム試作機を開発し、実用化に向けた高速欠陥検査を実証したので報告する。
山田 知典; 鈴木 啓司; 羽成 敏秀; 柴田 卓弥; 西村 昭彦; 小山 真一; 大道 博行; 島田 義則*; Kotyaev, O.*; 倉橋 慎理*
no journal, ,
東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所の廃止措置の推進のためには、人間が直接作業できない高線量率下での作業を想定した種々の遠隔技術開発が必要不可欠である。遠隔操作による材料診断技術として、ホットセル内において、放射能で汚染された試料の物理的・機械的特性等を、レーザーを用いることで遠隔から非接触、非破壊で評価することを目的として開発を進めている。本報告では、重コンクリートを対象とし、レーザー光を用いることで、遠隔からコンクリートに超音波を発生させ、コンクリート中の音波の透過、反射成分等をレーザー光により計測することで、機械的強度の変化を評価可能であることが確認でき、その結果について報告する。
山田 知典; 羽成 敏秀; 柴田 卓弥; 西村 昭彦; 小山 真一; 大道 博行; 島田 義則*; Kotyaev, O.*; 倉橋 慎理*
no journal, ,
福島第一原子力発電所の廃止措置において、放射性物質によって汚染された大量の廃棄物等を処理することが喫緊の課題である。放射性廃棄物の処理を効率的に進めるためには、放射性廃棄物の性状を分析し把握する必要がある。しかしながら、高放射線量下での作業となるため、直接作業が行えない。そこで、遠隔分析が可能なレーザー技術を駆使した熱劣化コンクリートの物理的・機械的特性等の遠隔診断評価を行った。本研究では、レーザードップラー振動計を用いて、コンクリート中を通過する超音波の伝播時間の非接触測定を行った。その結果、熱処理によって劣化したコンクリートは超音波の伝搬時間が長くなることが分かった。この超音波の伝播時間の差は、熱処理に起因するコンクリートの物理的および機械的特性の変化に依存すると考えられる。以上のことから、レーザードップラー振動計は対象物中を伝播する超音波を計測することでコンクリートの熱劣化を評価できる有望なツールであると期待できる。
山田 知典; Nguyen, P. L.; 羽成 敏秀; 柴田 卓弥; 西村 昭彦; 小山 真一; 大道 博行; 島田 義則*; Kotyaev, O.*; 倉橋 慎理*
no journal, ,
東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所の廃止措置において、事故による放射性廃棄物の処分・処分は必要不可欠である。これらの作業は高線量率下で行うことから、人が直接行うのは困難であるため、遠隔技術に関する研究開発が不可欠となる。遠隔操作の観点からファイバーレーザーは、狭隘部に入ることが可能であること、反力が少ないことなどの利点があり、楢葉遠隔技術開発センターにてレーザーを用いた診断技術とサンプリング技術の開発を行っている。本発表では、これらのレーザー技術について紹介する。
長谷川 登*; 錦野 将元*; 三上 勝大*; 岡田 大*; 近藤 修司*; 河内 哲哉*; 島田 義則*; 倉橋 慎理*; 北村 俊幸*; Kotyaev, O.*; et al.
no journal, ,
急峻な地形を有する我が国にはトンネルや橋梁をはじめとするコンクリートを使用した社会インフラが数多く利用されている。特にトンネルの総延長は鉄道・道路を合わせて約8,000kmにも及んでおり、その中には築50年を越えたものも多く、事故を未然に防ぐための定期的な点検・補修を行うことが社会的な急務となっている。現在のコンクリート構造物の保守保全作業は訓練を受けた作業員による手作業に委ねられており、近接目視・触診・打音検査により欠陥を診断し、必要に応じて叩き落とし等の補修を行っている。これらは全て対象に近接する必要があるため時間がかかる事に加え、検査員に危険も伴う。そこで、高速・非接触・遠隔操作が可能な新しい保守保全技術の開発が盛んに行われている。本研究では、3種類のレーザー技術を用いることで、トンネルコンクリートを対象とした近接目視・触診・打音・叩き落としの一連の作業を遠隔・自動化を行うことを目的とし、屋外における実証試験を開始しており、この結果を中心に紹介する。
加瀬 究*; 斎藤 徳人*; 和田 智之*; 緑川 克美*; 島田 義則*; 倉橋 慎理*; 河内 哲哉*; 錦野 将元*; 大道 博行; 山田 知典
no journal, ,
トンネルなどのインフラの保守保全作業は、技術者の目視確認、手作業(触診・打音・叩き落とし)で行われている。したがって、保守保全作業には非常に時間がかかり、大きな危険が伴う。暮らしの安全を維持し、安定した流通を確保するためにも、効率的で安全な保守保全法の確立が求められている。そこで、レーザー技術を用いて老朽化したインフラの保守保全作業を自動化、効率化に「レーザー高空間分解能計測」、「レーザー打音」、「レーザーコンクリート切断」と呼ばれるレーザー技術を開発し、コンクリート供試体を計測対象として、三つの技術を合わせた屋外試験に初めて成功した。
西村 昭彦; 山田 知典; 島田 義則*; 森下 日出喜*; 吉田 稔*
no journal, ,
原子力機構の楢葉遠隔技術開発センターにおいて、水槽内の水位の上昇による振動特性の変化を計測した。レーザードップラー変位計を使用した。本技術は密封された放射性物質の容器内部圧力の監視としても適用できる。
