図 5-4：PDおよびPVE同時計測システムデータ解析プログラムのダイアログ
比較的強いパワー密度と適当なビーム径をもち，光の拡がり角が小さい光ビームを手 軽につくることが難しいので，本研究では励起光源として半導体レーザを使用するこ とにした．
以上より，本研究では表 5-1に示すように，a-As2Se3および a-SeのPVE その場計 測においては，635 nmおよび532 nmの半導体レーザを，a-As2Se3のPDおよびPVE 同時計測においては635 nmの半導体レーザを使用した．
表 5-1：a-As2Se3およびa-Seのバンドギャップと光吸収端波長
試料材料 バンドギャップ Eg[eV]
光吸収端波長
0[nm]
励起光波長 [nm]
a-As2Se3 1.76 705 635
532
a-Se 2.05 605 532
5.2.2 励起光のパワー密度およびビーム径
まず，励起光のビーム径について検討する．3.2.3の「位相シフト干渉計の膜厚変化 その場計測への応用における改良」で示したように，励起光によりPVEが起こる領域 と，励起光の影響を受けずPVEが決して起こらない領域が，明確に区別することがで きる必要がある．一方，4.2.2の「分光分析システムによるPD計測の原理」で示すよ うに，励起光の中心部のPDが起こる領域を，直径約0.5 mmの分光分析システムのプ ローブ光が通過する必要がある．これらの条件から，図に示すように，励起光のビー ム径は約1.0 mmとした．
図 5-5：励起光とPD計測プローブ光，PVE計測プローブ光
次に励起光のパワー密度について検討する．励起光のパワー密度は，従来から PD およびPVEの観測には，100 mW/cm2程度が使われている．光吸収による他の変化の 影響があるほど強過ぎず，PDおよびPVEが効率的に起こる強さであるということで あるから，本研究でもこれに倣った．また本研究では，PVEのパワー強度依存性につ いて実験を行い確認したので，後述する．
5.2.3 プローブ光の影響について
励起光，位相シフト干渉計のプローブ光および分光分析システムのプローブ光の，
パワー密度，波長，ビーム径を，表 5-2にまとめた．
表 5-2：3つの照射光のパワー密度，波長，ビーム径
照射光の種類 パワー密度
（mW/cm2）
波長
（nm）
ビーム径
（mm）
励起光 ～100 635
532 ～1
位相シフト干渉計・プローブ光 1.2 405 12～20 分光分析システム・プローブ光 0.038 白色 0.5
表 5-2 に示すように，励起光のパワー密度が～100 mW/cm2であるのと比較し，位 相シフト干渉計のプローブ光は 1.2 mW/cm2であり，分光分析システムのプローブ光
は38 W/cm2である．いずれのプローブ光のパワー密度も，励起光と比較して十分小
さく，光誘起変化への寄与を無視することができる．また，位相シフト干渉計のプロ ーブ光については，波長が試料の光吸収端波長と比較し，はるかに短いので，試料内 部への侵入長は著しく小さく，光誘起変化への影響はさらに小さいと考えられる．
参考文献
[1] Peter de Groot, Appl. Optics, 34, 4723(1995).
[2] Y. Ikeda and K. Shimakawa, J. Non-Cryst. Solids 338-340, 539 (2004).
[3] Y. Ikeda and K. Shimakawa, J. Non-Cryst. Solids 352, 1582 (2006).