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単一ショット超高速バースト撮像法によるレーザ加工前駆プロセスのｉｎ－ｓｉｔｕ計測

采用单次超快突发成像方法对激光加工前驱过程进行原位测量

基本信息

批准号：
19J10990
负责人：
鈴木敬和
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

超短レーザパルスにおける周波数－時間対応関係を応用した異波長光ストロボ光による「Sequentially timed All-optical Mapping Photography（STAMP）」はサブピコ秒の高時間分解能を有し，画像再構築のポストプロセスの必要がない直接的な超高速2次元連写イメージを計測できる手法である。このSTAMPの改良型であるSTAMP utilizing spectral filtering（SF-STAMP）をkHzフレームレートの高速度カメラと組み合わせることで、1 kHzのフェムト秒レーザによるガラス加工のパルス積算加工状況における各パルスでのアブレーション前駆過程や加工進展の変化のリアルタイム超高速2次元バーストイメージ計測を行った。実験では、加工パルス500発分に対する超高速連写イメージを、周波数チャーププローブでパルス毎に7枚（時間窓5 ps）および、波長掃引遅延パルス列発生（FACED）光学系から生成されるバーストプローブで6枚（時間窓1.5 ns）取得した。本結果は、様々なレーザパルスパラメータや材料特性に対するレーザ加工の比較を容易にするデータベースを短時間で取得できることを示唆しており、国際論文誌（Applied Physics A）に報告した。Ybファイバー主発振器出力増幅器をGHzオーダーの可変高繰り返しレーザ加工用の光源として利用するために、新規にFACED光学系を周波数可変増加機構としての応用を試みた。周波数可変性は実現できることを確認したが、ファイバ増幅器出力におけるバーストパルス数増加の点では、FACED出射パルス列の空間的な広がりが抑えられず，光ファイバへの結合特性が悪くなることが判明し、本手法での繰り返し周波数の増加は有用なアプローチではないことが判明した。

The relationship between frequency and time of ultra-short wavelength light is used in Sequentially Timed All-Optical Mapping Photography (STAMP). The STAMP utilization spectral filtering (SF-STAMP) is an improved type of STAMP, which can be used for high speed filter assembly at kHz, high speed filter assembly at 1 kHz, and high speed filter assembly at 1 kHz. In fact, the ultra-high-speed continuous writing equipment for processing of 500 minutes, the number of cycles, the number of waves, the number of waves, the number of waves. The results are reported in International Journal of Applied Physics A. Yb: main oscillator output amplifier GHz: variable frequency: variable frequency The number of cycles can be changed to confirm the point at which the number of cycles increases. The number of cycles increases.