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錦野 将元; 長谷川 登; 富田 卓朗*; 江山 剛史*; 柿本 直也*; 羽富 大紀*; 大西 直文*; 馬場 基芳*; 河内 哲哉; 山極 満; et al.
no journal, ,
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のフェムト秒レーザーアブレーション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。フェムト秒レーザー照射による金のアブレーション過程の解明のために、プラズマ軟X線レーザー(波長13.9nm, パルス幅7ps)をプローブ光源として、金の表面におけるアブレーション過程についてのピコ秒からマイクロ秒にわたる変化の観測を行った。我々はプラズマ励起軟X線レーザーによる軟X線干渉計測を用いたアブレーションフロントの膨張過程の観測、及び軟X線反射率計測からアブレーションフロントの表面状態について議論を開始した。これらの実験結果に加え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解析を併せることによりアブレーションダイナミクスの検討を行った結果を報告する。
坪内 雅明; 越智 義浩; 田中 桃子; 吉田 芙美子; 永島 圭介
no journal, ,
現在関西光科学研究所において行われている高強度テラヘルツ光源開発について、テラヘルツ光発生のための励起光源開発、テラヘルツ光発生試験についての現状とその問題点について議論する。また近年開発が進められているテラヘルツパルス光源の産業応用に向けてパルスを自在に整形する技術を開発する必要がある。本研究ではその基盤技術の一つとして、テラヘルツ周波数領域で動作する小型のエタロン素子を開発した。エタロンを構成する高反射板として、シリコン単結晶薄板、及び酸化インジウムスズ薄膜付きガラスの対を用いた。テラヘルツ光をキャビティに入射後、シリコンに紫外光を照射することで光スイッチを動作させ、非常に高い変換効率でTHz光のパルス列化を実現した。
板倉 隆二; 伏谷 瑞穂*; 菱川 明栄*; 佐甲 徳栄*
no journal, ,
超高速光イオン化の場合、光電子スペクトルのピーク幅が広がり、互いに重なり合い、状態を分別できなくなる。これは、光電子連続状態とイオンコア の束縛固有状態が結合した状態の重ね合わせである。本研究では、光電子とイオンコアを相関させた波束描像を定式化し、Arのスピン軌道分裂2準 位へのイオン化をモデルケースとして、光電子を放出した後のイオンコアの時間発展について議論する。
谷塚 英一; 波多江 仰紀; Bassan, M.*; Vayakis, G.*; Walsh, M.*; 伊丹 潔
no journal, ,
レーザーは、ITER周辺トムソン散乱計測装置の開発における最重要技術の1つである。原子力機構では、ITER用に高出力の原型YAGレーザーの開発を進めている。当初、レーザーと同一の波長1064nmの光が、増幅器内部で光軸に対して垂直方向に往復してレーザーロッド内のエネルギーを損失させていたため、高出力化が困難となっていた。サマリウム添加ガラス製のフローチューブ使用により、この課題を克服し、ITERの目標を超える出力7.66J、繰り返し100Hzのレーザー開発に成功した。また、ITERでは、中性子, 
線,ダストなどに光学機器がさらされるため、光学系の分光透過率が経時変化し、電子温度・密度に系統的な測定誤差が生じる。計測用YAGレーザーと同時にルビーレーザーを入射してトムソン散乱スペクトルを解析することによる分光透過率即時較正により、ITERで高精度な測定を常に行うことが可能であることを示した。さらに、これらの高出力レーザーは、ブランケットに据え付けたビームダンプにより、安全に吸収する。新方式のシェブロン型ビームダンプを設計し、ITERでの過酷な熱的・電磁的負荷に適合することを示した。
余語 覚文; 近藤 公伯; 森 道昭; 桐山 博光; 小倉 浩一; 下村 拓也; 福田 祐仁; 榊 泰直; 神野 智史; 金崎 真聡; et al.
no journal, ,
既存のシングルCPA Ti:sapレーザーに対して、2枚の可飽和吸収体を備えた追加CPAビームラインを取り付けることで、レーザーパルスの背景光低減に成功した。これを10
W/cm
の集光強度で、厚さ100-500ナノメートルの薄膜に照射し、陽子加速実験を行ったところ、エネルギー250mJ on targetのレーザーで約2MeVの陽子加速に成功した。また、レーザーの偏光方向をp偏光からs偏光へ回転させると、回転角のcos関数に依存して陽子のエネルギーが減少するなど、急峻な密度勾配を持つ薄膜表面と高強度レーザーの相互作用に特徴的な現象を捉えたので報告する。
寺田 隆哉; 西村 昭彦
no journal, ,
レーザー肉盛り溶接では、ワイヤと母材の接触点にレーザー照射スポットを重ね合わせることが重要である。我々はこれまでに開発した複合型光ファイバシステムを用い、1インチ配管内において画像によるワイヤ送給とレーザー照射位置の一致を実現した。またワイヤと母材間の電位差計測から両者の接触をモニタリングし、配管内壁への多層肉盛り溶接に成功した。既存装置では補修困難であった配管減肉補修への適応が想定される技術である。
越智 義浩; 坪内 雅明; 田中 桃子; 吉田 芙美子; 永島 圭介; 杉山 僚
no journal, ,
高繰り返し(1kHz)、高強度(10
J)テラヘルツパルス光発生装置のレーザーベースでの開発を目指している。本講演では、テラヘルツ光発生に用いる励起光源として開発を進めているYb:YAG薄ディスクを増幅媒質とした繰り返し1kHz、パルス幅1psの高平均出力CPAレーザーシステム(QUADRA-T)の現状と今後の展開について報告する。
西村 昭彦; 寺田 隆哉; 竹仲 佑介*; 古山 雄大*; 下村 拓也; 伊尾木 公裕*
no journal, ,
原子力機構では、レーザー技術を中心とした各種の保守保全技術を推進中である。配管の振動監視としては超短パルスレーザー加工を用いたFBGセンサシステムの開発を進めている。これまでの開発により、FBGセンサ自体の製作に目途をつけることができた。現在500度以上での耐久性試験と配管への実装方法の開発が喫緊の課題である。今回、レーザー溶接によりFBGセンサを鋼材に埋め込み固定することに成功した。ここでは、レーザー溶接が耐熱センサに与える熱影響について報告する。
線源用高出力レーザー開発小菅 淳; 森 道昭; 岡田 大; 羽島 良一; 永島 圭介
no journal, ,
共振器内の光の偏光方向に敏感な新しい共振器ロックの方法の開発を行った。この方法は、3枚の反射光学系から成るイメージ変換原理を用いて共振器ロックのための信号(error signal)を得ることができ、さらに入射レーザーの偏光方向を制御することにより共振器内に蓄積される光の偏光方向を縦と横を任意に選ぶことができる。本発表では、これらの原理について紹介し、実際に得られてた実験結果について報告する。
松原 伸一*; 青山 誠; 岩崎 純史*; 岡安 雄一*; 小川 奏*; 大和田 成起*; 佐藤 尭洋*; 高橋 栄治*; 田中 隆*; 富樫 格*; et al.
no journal, ,
自由電子レーザー(FEL)は、共振器を使用しない自己増幅自発放射(SASE)方式を用いている。この方式では、自然放射光を種光としてレーザー発振・増幅するため、発振したレーザー光のスペクトルや時間波形がスパイク状構造になる欠点がある。この問題点を解決するために、短波長光源である高次高調波をFELにインジェクションし、スペクトルや時間波形にスパイク構造のないフルコヒーレント化された極端紫外領域(波長61.5nm)のシードFEL光の発生に成功した。しかしながら、外部からのコヒーレント光をシード光として用いる場合、電子バンチとシード光のタイミングドリフトにより、シードFEL光の出力ゆらぎが大きくなり、発生頻度も減少する問題がある。この問題点を解決するために、電気光学(Electro-Optic: EO)効果を利用したタイミングモニターを開発し、FEL装置の診断セクションに導入した。これにより、シードFEL光(波長61.5nm)の発生頻度が約0.3%から約24%に向上し、最大出力20Jが得られた。この結果について発表する。
長谷川 登; 錦野 将元; 富田 卓朗*; 武井 亮太*; 江山 剛史*; 柿本 直也*; 羽富 大紀*; 大西 直文*; 馬場 基芳*; 河内 哲哉; et al.
no journal, ,
フェムト秒レーザーポンプ・軟X線レーザープローブ計測法を開発し、フェムト秒レーザーアブレーション過程の観測を開始している。プローブ光に採用した「レーザー生成プラズマ方式の軟X線レーザー(波長13.9nm)」はシングルショット計測に十分な強度を持ち、可視光よりも到達可能な分解能が高く、かつ物質に対する浸入長が小さいため、物質表面の高精度観測に最適である。レーザーアブレーション過程は、初期過程における変化が高速(
ピコ秒)である反面、粒子が飛散する過程はマイクロ秒程度と長い時間をかけて行われる。我々は、この様な現象を同一の装置で観測するため、ポンプ光とプローブ光を異なる発振器で発生させることで両者の遅延時間を数ピコ秒の時間精度を保ちつつ、マイクロ秒以上の幅広い時間に対応させた。今回は本システムを用いることで、金属のフェムト秒レーザーアブレーション過程において、その初期(数ピコ秒)に金属表面から剥離した薄膜が、マイクロ秒程度まで膜としての形状を保持したまま膨張することを新たに見いだした。