Elucidation of the generation mechanism of giant light-induced deformation phenomena for the development of novel light-driving systems

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本年度は，前年度の構築した光誘起変形の過渡応答特性測定計を用いて，3元タリウム化合物に対するポンプ光照射条件との関係を明らかにすることを目的とし，ポンプ光としてミリ秒矩形パルス波レーザーを用いて，光誘起変形現象の動的特性およびその制御性の詳細を調べた。動的特性においては，前年度に光照射時および非照射時に存在する変形の速い成分と遅い成分の存在を示したが，この物理的過程について，さらに詳細な検討を行った。変形過渡応答特性のポンプ光照射中心からの距離依存性やポンプ光の繰返し周波数依存性を調べた結果，速い成分は，光照射による直接的加熱に伴う熱膨張の影響を反映した過程であり，遅い成分はその熱が熱伝導により伝搬して加熱され熱膨張した影響を含む過程であることを明らかにした。また，高周波数領域では，特に，非照射時の遅い減衰過程がボトルネックとなり，変形量を減少させていることがわかった。この遅い成分は熱拡散速度で決定されるため，高周波数領域で変形量を大きくするためには，試料温度を低下させるなど，温度制御が必要であることを明らかにした。光誘起変形の制御性という観点では，光誘起変形量について、矩形パルス波のDuty比依存性が高周波数領域で顕著に現れDuty比50％付近で変形量が大きくなることがわかった。また，照射時間が一定の場合，非照射時間を長くすることで変形量が増大することがわかった。これらの知見は，断続光による光誘起変形の動的特性を応用に用いる場合の指針となり、その制御には，求める変形特性に応じて照射時間と非照射時間の適切な制御が重要であることを示した。これらの成果は，学会にて発表した。ナノ秒パルスレーザーによる，光誘起弾性波測定に関する研究も開始しており，実際の弾性波観測に向けて実験を継続している。また，光照射による屈折率変化に関する測定も継続して行っている。