パルスレーザーによるキャビテーションの発生機構と表面微細加工への応用

脉冲激光空化产生机理及其在表面微加工中的应用

• 批准号: 17034029
• 负责人: 一ノ瀬 暢之
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Kyoto Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17034029/
• 关键词: レーザー誘起衝撃波; 液中微小プラズマ; 原子発光; シュタルク効果; 分子移動; 分子集合体; 時間分解蛍光分光; 分子加速

1.レーザー誘起液中プラズマの緩和過程レーザー誘起衝撃波の発生に先立って水溶液中にマイクロメートルオーダーサイズのプラズマ状態が生成することは良く知られているが、その緩和により発生する温度、圧力に関する情報は十分ではない。NaClなどのアルカリ金属塩水溶液でのプラズマ発光の時間分解測定により、アルカリ金属の原子発光が観測されることを確認した。このとき、プラズマ状態と原子励起状態が共存する時間領域では原子発光線がDoppler拡がりでは説明できない異常なブロードニングを示すことを見出した。このことは、プラズマ状態/高温ガスが微小領域中、非常に高密度にあるために強いStark効果を受けることを示唆している。固体中および気液、固液界面での発光スペクトル測定もプラズマ状態/高温ガスの閉じ込め効果を支持した。また、Li原子の2つの発光線(3^2D→2^2P、2^2P→2^2S)の発光強度比の時間変化から高温ガスの温度の時間変化を見積もり、プラズマ発光およびNa原子発光の干渉フィルターを用いた分光写真撮影から、プラズマが緩和した高温・高圧ガスの温度降下は断熱膨張によるものではないことを明らかにした。2.レーザー誘起衝撃波による分子の移動高分子やタンパク、あるいは色素J会合体などの大きな分子、分子集合体を含む水溶液中にレーザーを集光し、衝撃波を発生させると、発生点から200μm程度離れた溶液中の位置からの蛍光強度は、衝撃波発生用レーザーパルスからの遅延時間に対して増加・減少の変化を示した。ピラニンなどの小分子ではこのような時間変化を示さず、衝撃波の伝播に伴い大きな分子が移動し、局所濃度が変化するものと結論した。この現象は、マイクロ流路と組み合わせた分子注入および分子や微粒子の分離・分析手法の基本原理としても意義深いものであると考えられる。

1。在激光诱导的液体中血浆的松弛过程，众所周知，在生成激光诱导的冲击波之前，在水溶液中生成微米级尺寸的等离子体状态，但是关于弛豫产生的温度和压力的信息还不够。据证实，可以通过在水性碱金属盐（如NaCl）中血浆发射的时间分辨测量值观察到碱金属的原子发射。目前，发现在等离子体状态和原子激发态并存的时域，原子发射线表现出异常的拓宽，而多普勒扩散无法解释。这表明血浆状态/热气体由于其在微层中的密度极高而产生了强烈的鲜明效果。固体和固液和固液界面的发射光谱测量也支持血浆状态/高温气体的限制效应。此外，从两种发射线（3^2d→2d→2^2p和2^2p→2^2s）的时变比估计高温气体温度的随时间变化，并使用等离子体和Na-Atomic发射液的光谱均显示了高且高且高且高且高且高，较高的速率均具有光谱照片等离子体不是由于绝热的扩张。 2。当将激光收集到含有大分子，蛋白质或分子组件的水溶液中时，例如激光诱导的冲击波并产生冲击波时，从溶液中的荧光强度远离200μm的位置，距离发电量增加了200μm，从而在激光脉冲中增加或减少产生冲击波的延迟时间。得出的结论是，小分子（例如吡喃氨酸）不会表现出如此时间的变化，并且大分子随冲击波的传播而迁移，从而导致局部浓度变化。这种现象被认为是分子注射的基本原理，结合了微流体通道以及分子和细颗粒的分离和分析。

项目成果

レーザー誘起衝撃波による分子の検出方法およびその検出装置

利用激光诱导冲击波检测分子的方法和装置

• 发表时间: 2006