ション冷却を仮定するならば，バーストモードアブレーションによりターゲット内部温度が低下し，レーザーパルスで発生した熱のターゲット内部への拡散を抑制するため，熱が発生した領域（レーザー光が吸収された領域）近傍のみでアブレーションが生じ，加工深さが減少したと考えられる．一方，シングルパルスモードアブレーションでは，発生した熱の一部がターゲット内部に拡散し，レーザー光照射領域よりも深い領域がアブレーションされている可能性がある．シングルパルスモードのレーザーブレーションで用いられたレーザーパルスのパルスエネルギーは，入力レーザーパワーを繰り返し周波数で割った値であるが，バーストモードのイントラパルスエネルギーは，それをバーストパルス内のイントラパルス数でさらに割った値となる．バーストパルス内のパルスエネルギーは，シングルパルスモードではアブレーション閾値以下であるにも関わらずアブレーション加工が生じている．この結果は，GHz周波数領域の超高繰り返しレーザーパルス列であるバーストモードの照射によって，ターゲット材料内に発生した熱が加工領域からターゲット材料内部に拡散する前に後続パルスが入射され，アブレーションを連続的に誘起したためと考えられる． イントラパルスエネルギーをシングルパルスモードのパルスエネルギーと同じにして10イントラパルスからなるバーストモードでアブレーションを行った場合の，アブレーション深さの入力レーザーパワー依存性を図４に示す．実験は，照射領域に投入されるバーストモードとシン図３ 異なるイントラパルス数でのGHzバーストモード加工によるアブレーション深さの入力レーザーパワー依存性． グルパルスモードの総パルス数が同一になるように，繰り返し周波数をシングルパルスモードでは200 kHz，バーストモードでは20 kHzとした（図４上部）．シングルパルスモードの場合，アブレーション閾値は，おおよそ100 mWとなり，この閾値以下ではアブレーションが発生しなかった．一方で，10イントラパルス列のバーストモードでは，アブレーション閾値が25 mWとなった．すなわち，バーストモードアブレーションでは，シングルパルスモードでのアブレーションと比較して，アブレーション閾値が1/4に低下した．一方，シングルパルスモードでのアブレーション閾値となる100 mWでのバーストモードのアブレーション深さは，シングルパルスモードアブレーションとほぼ同じであるが，入力レーザーパワーが増加すると，バーストモードでのアブレーションは，シングルパルスモードの場合よりも著しく減少している．レーザーパワーが150 mWでのバーストモードでのアブレーション深さは，シングルパルスモードのアブレーション深さの半分以下である．つまり，入力レーザーパワーを関数とするアブレーション深さの直線の傾きは，バーストモードの方が遥かに小さい．これは前述した通り，アブレーション冷却を仮定した場合，ターゲット材料内部への熱拡散の抑制効果によって説明できる．すなわち，バーストモードではレーザー光のエネルギーが吸収された領域近傍のみでアブレーションが生じるのに対し，シングルパルスモードアブレーションでは熱の拡散によりより深い領域がアブレーションされたためと推察される．同時に，アブレーション閾値の減少は，熱拡散の抑制によりレーザーのエネルギーがより有効に図４ 同一イントラパルスエネルギーでのアブレーション深さの入力レーザーパワー依存性． − 279 −
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