High-Repetition-Rate Single-Shot Spectroscopy

高重复率单次光谱

基本信息

批准号：
18J23280
负责人：
小林真隆
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

申請者は、高繰り返しで測定可能なシングルショット超高速分光技術を開発することによって、マルチタイムスケールのポンプ・プローブ分光法を行い、不可逆過程のダイナミクスを可視化することを目的とした本研究を進めている。本年度は、昨年度に得られた光相変化材料のGe2Sb2Te5（GST）薄膜における超高速相変化ダイナミクスに関する実験結果を解析し、光照射による相変化や表面構造形成、レーザーアブレーションに至る過程での超高速ダイナミクスをモデル化することに成功した。このモデルによってレーザー照射の1パルスごとの超高速ダイナミクスの変化と、表面構造の変化とを統一的に説明することができることを明らかにし、それによって多数パルス照射による表面構造形成メカニズムの一端を明らかにすることができた。現在はこれらの成果をまとめた論文を投稿し、査読者からのコメントに合わせて修正しているところである。以上の結果は、シングルショット分光測定を高繰り返しで測定可能になったことによる成果であると考えており、本手法は今後様々な非線形効果やパラメータを持つ超短パルス光を用いた現象やダイナミクスの理解・応用利用に大きく貢献できる可能性が見込める。その一例として、化学・バイオ系への応用として、生体高分子のフォールディングダイナミクスの観測や、高分子の超高速のゆらぎを観測できる可能性がある。また産業分野への応用として、レーザー加工においてサンプルを取り外さずにパルス毎の蓄積効果などを観測できることから、最適化条件の探索にも応用可能であると考えている。

申请人正在进行这项研究，目的是通过开发允许高重复测量的单次超快光谱技术来执行多时间尺度泵浦探针光谱，从而可视化不可逆过程的动力学。今年，我们分析了去年获得的光学相变材料Ge2Sb2Te5（GST）薄膜中超快相变动力学的实验结果，分析了光照射导致相变过程中的超快相变动力学，我们成功地对动力学进行了建模。我们发现该模型可以统一解释每个脉冲激光照射的超快动力学变化和表面结构的变化，从而揭示了多脉冲照射表面结构形成的部分机制。我们目前正在提交一篇论文，总结这些结果并根据审稿人的意见进行修改。我们认为，上述结果是能够以高重复率进行单次光谱测量的结果。未来，该方法将用于利用具有各种非线性效应和参数的超短脉冲光来研究现象和动力学。预计该方法将有可能极大地有助于理解和应用例如，在化学和生物系统中的应用可以观察生物聚合物的折叠动力学和大分子的超快波动。此外，作为工业领域的应用，由于在激光加工过程中无需移除样品就可以观察每个脉冲的累积效果，因此我们相信它也可以应用于寻找优化条件。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

高繰り返しシングルショット分光を用いたGe2Sb2Te5薄膜のLIPSS形成に伴う超高速ダイナミクスの観測

使用高重复率单次光谱观察与 Ge2Sb2Te5 薄膜中 LIPSS 形成相关的超快动力学

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
小林真隆;浅川寛太;嵐田雄介;小西邦昭;湯本潤司;五神真;武田淳;片山郁文
通讯作者：
片山郁文

Ultrafast Dynamics in Ge2Sb2Te5 Thin Films during Laser-Induced Successive Surface Modification

激光诱导连续表面改性过程中 Ge2Sb2Te5 薄膜的超快动力学

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
M. Kobayashi; Y. Arashida; K. Asakawa; K. Konishi; J. Yumoto; M. Kuwata;I. Katayama
通讯作者：
I. Katayama

Ge2Sb2Te5薄膜のLIPSS形成過程におけるマルチタイムスケールダイナミクス

Ge2Sb2Te5 薄膜 LIPSS 形成过程的多时间尺度动力学

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
小林真隆;浅川寛太;嵐田雄介;小西邦昭;湯本潤司;五神真;武田淳;片山郁文
通讯作者：
片山郁文

High-acquisition-rate single-shot pump-probe measurement using chirped-fiber Bragg gratings

使用啁啾光纤布拉格光栅进行高采集率单次泵浦探针测量

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
3.Masataka Kobayashi; Yusuke Arashida; Genki Yamashita; Eiichi Matsubara; Masaaki Ashida; Jeremy A. Johnson; Ikufumi Katayama
通讯作者：
Ikufumi Katayama

ラッグ回折チャープファイバーを用いた高繰り返しシングルショット分光法の開発

使用 Lugg 衍射啁啾光纤开发高重复单次光谱