光周波数コムを用いた光の反射における運動量移行過程の測定
【研究分野】物性Ⅰ
【研究キーワード】
超短パルスレーザー / 形状変化 / 光と物質の相互作用 / 光の運動量転写 / 物質の変性 / 光物性 / 光周波数コム
【研究成果の概要】
本研究は1ピコ秒未満の超短パルスレーザーが物体に照射されたとき、パルスの持つ運動量が物体に移行する過程の観測を目的としたものである。高強度の超短パルスレーザー照射のもつ運動量によりもたらされた形状変化を精密に測定することにより運動量移行の測定するため高強度超短パルス照射前後の3次元形状を比較可能な実験系を構築し、垂直方向に3ナノメートル以下の精度を実現した。結果として、複数パルスのレーザー照射に伴う形状変化がランジュバン方程式で記述可能であることを見出し、物質の力学的な性質の及ぼすが光と物質の相互作用に与える影響を定量化することに成功した。
【研究の社会的意義】
本研究は光と物質の相互作用における運動量の移行過程を明らかにすることを目的として行ったものである。光の運動量とエネルギーの関係は物質における運動量とエネルギーの関係に比べると極めて小さいが、超短パルスレーザーを用いることで光と物質の相互作用時間を十分に小さくすると、関与する原子数が小さくなることによって、光の運動量の及ぼす影響が顕著になることが考えられる。このような影響はレーザー加工のように超短パルスレーザーを用いて物質を改変する際に重要となる。本研究により開発された実験手法は超短パルスレーザーによる物質の表面形状の変化を通じて、超短パルスと物質の相互作用を測定可能とするものである。
【研究代表者】
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2019-03-31
【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)