フェムト秒時間分解変位計測に関する基礎研究

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究は,物質表面層におけるフェムト秒からピコ秒オーダの超高速な現象を原子レベルで解析可能な全く新たな加工現象解析および加工計測技術の確立を目的としている.平成19年度は,時間遅延を与えた2つのフェムト秒パルスレーザを計測パルス光として用いることにより,物質表面変位の高速な時間的変化を高分解能・広ダイナミックレンジで計測可能にするため,独自の共通光路干渉光学系を構築し,検証実験によって以下の新たな計測手法を開発した.1.当初予定である,時間分解能検証のための固体弾性表面波の伝播特性計測には,さらなる光学系の改良の必要性が生じたため,フェムト秒レーザとしてTi:Sapphireレーザ(波長700〜1000nm,パルス幅100fs以下)(現有設備)を光源とする前年度までの光学系を改良し,ピエゾステージに実装されたミラーを移動させることにより,検出器に到達するリファレンスパルスとプローブパルスの光路長差の走査を可能とする,独自の共通光路干渉光学系を新たに再構築した.2.高分解能・広ダイナミックレンジの変位計測を実現する手法として,CCDエリアセンサを用いることにより空間的な変位分布が計測可能な空間領域測定手法の開発を行った.さらに,波長計を検出器として用いることにより周波数領域での干渉信号解析を可能とする周波数領域測定法の開発を行った.3.時間遅延を与えた2つのフェムト秒パルスレーザを利用し,空間領域および周波数領域における干渉信号を計測する基礎実験を行った.その結果,表面弾性波伝播の解析による計測対象の2次元的な変位計測や等方性,異方性の解析を行える可能性を示し,さらに,周波数領域干渉計測から,スケールの異なる変位の同時計測による広ダイナミックレンジ変位計測手法の有効性を示した.