業績情報

• Single-shot ultrafast imaging of plasma dynamics induced by dual-angle ultrashort laser pulses with subpicosecond delay
  Keitaro Shimada; Takao Saiki; Yuki Inada; Keiichi Nakagawa
  Japanese Journal of Applied Physics, 巻：63, 号：11, 開始ページ：110901, 終了ページ：110901, 2024年11月, ［査読有り］
  Abstract
  
  Spatiotemporal manipulation of ultrashort laser pulses is crucial for enhancing laser processing and phonon generation. Optimization of these applications requires ultrafast visualization of the underlying processes. In this study, we induced laser ablation using spatiotemporally manipulated double pulses focused from two angles onto a glass surface with a 0.7 ps interval, and captured the images of its dynamics with 5 sequential frames at a frame interval of 0.8 ps. The observed dynamics suggest that the laser profile reflected on the glass surface is influenced by its topography, which in turn affects the behavior of air breakdown plasmas.
  IOP Publishing, 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.35848/1347-4065/ad8999
  DOI ID：10.35848/1347-4065/ad8999, ISSN：0021-4922, eISSN：1347-4065
• Fault and Load Current Interruption in Low-Voltage System Using Fuse-Semiconductor Current-Limiting Circuit Breaker
  Yuki Inada; Shungo Zen; Wataru Ohnishi; Naoto Kodama; Yusuke Nakano; Yasuhiro Takada; Reon Sasaki; Yuta Miyaoka; Kosuke Tsukamoto; Keiya Yamada; Yasushi Yamano
  IEEJ Transactions on Industry Applications, 巻：144, 号：6, 開始ページ：502, 終了ページ：508, 2024年06月, ［査読有り］, ［筆頭著者］
  Institute of Electrical Engineers of Japan (IEE Japan), 研究論文（学術雑誌）
  DOI：https://doi.org/10.1541/ieejias.144.502
  DOI ID：10.1541/ieejias.144.502, ISSN：0913-6339, eISSN：1348-8163

• レーザーによる大気圧空気中ストリーマ放電の電子密度・電界計測　　　　　　　　　　　　　　　
  稲田 優貴
  放電・プラズマ・パルスパワーにおける計測技術の現状と将来について調査専門委員会, 2025年03月, ［招待有り］
  口頭発表（招待・特別）
• 球雷放電によるインジゴカルミン分解処理特性　　　　　　　　　　　　　　　
  加世田 倭杜; 前山 光明; 稲田 優貴
  令和7年電気学会全国大会, 2025年03月
  口頭発表（一般）
• 平板電極を用いたMCS放電の開発とその放電特性　　　　　　　　　　　　　　　
  浜坂 大輔; 前山 光明; 稲田 優貴
  令和7年電気学会全国大会, 2025年03月
  口頭発表（一般）
• 感度と速度を極めた中赤外画像診断による革新的プラズマの創出　　　　　　　　　　　　　　　
  稲田 優貴
  第72回応用物理学会春季学術講演会, 2025年03月, ［招待有り］
  口頭発表（招待・特別）
• 超臨界 CO2中パルスアーク放電の電流波形の FFT 解析　　　　　　　　　　　　　　　
  田中 泰生; 藤田 真一; 手島 大智; 古里 友宏; 稲田 優貴
  第26回静電気学会春期講演会, 2025年03月
  口頭発表（一般）
• Single-shot ultrafast multi-view imaging based on temporal wavelength division for capturing volumetric dynamics in femtosecond to nanosecond timescales　　　　　　　　　　　　　　　
  Keitaro Shimada; Yuki Inada; Keiichi Nakagawa
  SPIE Photonics West 2025, 2025年01月
  2025年01月 - 2025年01月, 口頭発表（一般）
• 直流遮断時にヒューズ内で発生するフルグライト空洞と遮断限界の相関　　　　　　　　　　　　　　　
  大山 響紀; 山納 康; 稲田 優貴; 松本 章史; 松本 剛明
  誘電・絶縁材料/放電・プラズマ・パルスパワー/高電圧 合同研究会, 2025年01月
  口頭発表（一般）
• 超臨界CO₂中の過渡的アーク放電の消失過程及び電圧電流波形の解析　　　　　　　　　　　　　　　
  手島 大智; 藤田 真一; 田中 泰生; 稲田 優貴; 古里 友宏
  誘電・絶縁材料/放電・プラズマ・パルスパワー/高電圧 合同研究会, 2025年01月
  口頭発表（一般）
• プラズマ内における活性種生成機構の解明に向けた電子密度・電界計測　　　　　　　　　　　　　　　
  稲田 優貴
  第３回プラズマ種子科学研究会, 2025年01月
  シンポジウム・ワークショップパネル（指名）
• 超高速ダイナミクス診断技術に基づくプラズマ現象の理解　　　　　　　　　　　　　　　
  稲田 優貴
  第7回 熱プラズマ研究交流会, 2024年12月
  口頭発表（基調）
• Active Control of Pyro-Fuse in Circuit Breaker with State Estimation of Current-Limiting Fuse　　　　　　　　　　　　　　　
  TAICHI NAKANO; Reon Sasaki; Wataru Ohnishi; Yasushi Yamano; Yuki Inada
  IECON2024
  2024年11月 - 2024年11月, 英語, 口頭発表（一般）
• Optimized sequence control of a fuse-semiconductor hybrid circuit breaker through real-time fuse state estimation　　　　　　　　　　　　　　　
  SONGAH SHIN; Reon Sasaki; Yusuke Nakano; Shungo Zen; Naoto Kodama; Yasushi Yamano; Yuki Inada; Wataru Ohnishi
  IECON2024
  2024年11月 - 2024年11月, 英語, 口頭発表（一般）
• Electron density and electric field measurement of space-time-controlled single-filament streamer discharge in atmospheric-pressure air　　　　　　　　　　　　　　　
  Yuki Inada
  GEC2024 The 77th Annual Gaseous Electronics Conference, 2024年10月, ［招待有り］
  2024年09月 - 2024年10月, 英語, 口頭発表（招待・特別）
• Computational Study of Turbulence Generation Around Arc Plasma Sustained in a Converging-Diverging Cylinder　　　　　　　　　　　　　　　
  Masaya Shigeta; Yuki Inada; Yasunori Tanaka
  GEC2024 The 77th Annual Gaseous Electronics Conference
  2024年09月 - 2024年10月, 英語, 口頭発表（一般）
• E-FISH法を用いた空気ストリーマ放電の電界計測　　　　　　　　　　　　　　　
  稲田 優貴
  第44 回プラズマ新領域研究会 応用物理学会プラズマエレクトロニクス分科会主催, 2024年09月, ［招待有り］
  口頭発表（招待・特別）
• 高速ICCDカメラによる超臨界CO2アーク放電プラズマの観測　　　　　　　　　　　　　　　
  手島 大智; 藤田 真一; 稲田 優貴; 古里 友宏
  2024電気・情報関係学会九州支部連合大会, 2024年09月
  口頭発表（一般）
• 数値シミュレーションによる収縮拡大ノズル内SF6系流れ場のアークプラズマ誘発対流熱輸送の研究　　　　　　　　　　　　　　　
  茂田 正哉; 稲田 優貴; 田中 康規
  日本流体力学会 年会2024, 2024年09月
  口頭発表（一般）
• スペックルによる真空アーク消弧前後の電極表⾯粗さ測定　　　　　　　　　　　　　　　
  及川 拓真; 稲田 優貴; 前山 光明
  第48回静電気学会全国大会, 2024年09月
  口頭発表（一般）
• MHCD ⽤絶縁体の違いによる MCS 放電特性の⽐較,” 第48回静電気学会全国大会　　　　　　　　　　　　　　　
  小島 舞斗; 稲田 優貴; 前山 光明
  第48回静電気学会全国大会, 2024年09月
  口頭発表（一般）
• 真空アークカソードスポットの紫外域発光分光　　　　　　　　　　　　　　　
  國森 敬斗; 稲田 優貴; 前山 光明; 大坊 昂; 浅利 直紀; 佐々木 遥; 丹羽 芳充
  令和６年電気学会 基礎・材料・共通部門大会, 2024年09月
  口頭発表（一般）
• 平板電極を用いた２次元的並列なMCS放電に関する研究　　　　　　　　　　　　　　　
  浜坂 大輔; 前山 光明; 稲田 優貴
  令和６年電気学会 基礎・材料・共通部門大会, 2024年09月
  口頭発表（一般）
• モーションコントロール技術の異分野融合と新領域への展開ー電力・鉄道分野への展開　　　　　　　　　　　　　　　
  佐々木 怜音; 大西 亘; 兒玉 直人; 中野 裕介; 全 俊豪; 山納 康; 稲田 優貴
  2024年電気学会産業応用部門大会, 2024年08月
  口頭発表（一般）
• Experimental Validation of Optimized Sequence Control for Fuse Current Under Diverse Conditions　　　　　　　　　　　　　　　
  SHIN SONGAH; 佐々木 怜音; 大西 亘; 稲田 優貴; 山納 康; 中野 裕介; 兒玉 直人; 全 俊豪
  放電・プラズマ・パルスパワー/静止器/開閉保護 合同研究会, 2024年08月
  口頭発表（一般）
• 限流ヒューズを活用した直流遮断器の開発　　　　　　　　　　　　　　　
  山田 圭矢; 小林 泰平; 山田 雄大; 山納 康; 稲田 優貴
  放電・プラズマ・パルスパワー/静止器/開閉保護 合同研究会, 2024年08月
  口頭発表（一般）
• 限流ヒューズ内で生じる直流アークの遮断に対するポリイミド樹脂と純水の試適用　　　　　　　　　　　　　　　
  兒玉 直人; 野々山 颯太; 横水 康伸; 小林 泰平; 山田 圭矢; 山田 雄大; 前山 光明; 山納 康; 稲田 優貴
  放電・プラズマ・パルスパワー/静止器/開閉保護 合同研究会, 2024年08月
  口頭発表（一般）
• 純水を消弧材とした限流ヒューズの遮断試験　　　　　　　　　　　　　　　
  小林 泰平; 兒玉 直人; 山田 圭矢; 山田 雄大; 野々山 颯太; 前山 光明; 山納 康; 稲田 優貴
  放電・プラズマ・パルスパワー/静止器/開閉保護 合同研究会, 2024年08月
  口頭発表（一般）
• Single-shot THz-bursts-in-GHz-burst (BiBurst) imaging of picosecond dynamics in each GHz burst laser ablation　　　　　　　　　　　　　　　
  Keitaro Shimada; Denisa Todorache; Rikako Tanaka; Takao Saiki; Yuki Inada; Keiichi Nakagawa
  The 23rd International Conference On Ultrafast Phenomena
  2024年07月, 英語, 口頭発表（一般）
• プラズマの電子電解加速から活性種生成・反応に至る一連のプロセス解明　　　　　　　　　　　　　　　
  稲田 優貴
  新学術領域(A)「プラズマ種子科学」公開シンポジウム, 2024年06月
  公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
• Numerical and experimental study of spectrum shuttle for generating GHz burst pulses without sacrificing spectral ranges in advanced ultrafast imaging　　　　　　　　　　　　　　　
  K. Shimada; A. Ishijima; T. Saiki; I. Sakuma; Y. Inada; K. Nakagawa
  the 26th Photonics North Conference
  2024年05月, 英語, 口頭発表（一般）
• Laser diagnostics of single-filament streamer discharge for numerical simulation validation　　　　　　　　　　　　　　　
  R. Ono; K. Tomita; Y. Inada; A. Komuro
  FLTPD XV Frontiers in Low Temperature Plasma Diagnostics, ［招待有り］
  2024年04月, 英語, 口頭発表（招待・特別）
• 高速イメージングで構築したビッグデータの活用法探索　　　　　　　　　　　　　　　
  稲田 優貴
  (独)日本学術振興会 R052 DX プラズマプロセス委員会 第 5 回研究会, 2024年04月, ［招待有り］
  口頭発表（招待・特別）

• 2024, 学士課程, 指導学生数計：5, 指導学生数(内留学生)：0
• 2024, 博士前期(専門職学位)課程, 指導学生数計：8, 指導学生数(内留学生)：0

• 電力線の絶縁破壊兆候を早期発見する高感度光ファイバセンシングの国際共同研究　　　　　　　　　　　　　　　
  日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B)), 2021年10月07日 - 2024年03月31日
  田中 洋介; 稲田 優貴; 塩田 達俊, 東京農工大学
  配分額（総額）：17680000, 配分額（直接経費）：13600000, 配分額（間接経費）：4080000
  本研究の目的は、分布型光ファイバセンサによる温度または振動測定を利用した電力線の絶縁劣化初期段階の観測について、その具体的な手法を実際の電力施設を用いて確立することにある。そのためにマレーシアの電力会社テナガ・ナショナルの研究所(TNBR)内で、現地で実際に使用されているものと同等の電力線を用意し、センシング用の光ファイバを敷設することを計画した。分布型光ファイバセンシングについては、日本、マレーシア両国の研究者が協力して事前に準備実験を行うこととした。研究の第一段階の目標は、送電状態を変化させ、分布型光ファイバセンサで測定される電力線長手方向の温度分布や振動分布の変化との関係を明らかにすることとした。2021年度は、コロナ禍のため現地での実験を進めることができなくなったが、オンラインでの議論を活発に行い、両国の研究者が協力して光ファイバ分布センシングの高空間分解能化や高速化のための様々な手法の提案と原理確認を進めた。具体的には、光ファイバ内の散乱現象の一つであるブリュアン散乱が温度や歪みによって波長を変化させる現象を利用したセンシングにおいて、波長変化自体を測る従来手法に代わり、散乱光のパワーから即座に温度や歪みの変化を測定する手法を考案し、原理実証を行った。また、光源に光周波数コム光源を用いてブリュアン散乱を発生させ、散乱光スペクトルを一括測定する新たな手法の提案を行った。更に、精度向上のために機械学習を利用した手法について手掛けた。
  課題番号：21KK0067
• 卓越したプラズマ可視化技術に基づく放電活性種の生成機構解明　　　　　　　　　　　　　　　
  日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 2021年04月01日 - 2024年03月31日
  稲田 優貴; 前山 光明, 埼玉大学
  配分額（総額）：17810000, 配分額（直接経費）：13700000, 配分額（間接経費）：4110000
  課題番号：21H01304
• 超高電圧直流真空遮断器の実現に向けた真空アーク現象の基礎研究　　　　　　　　　　　　　　　
  日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 2018年04月01日 - 2021年03月31日
  熊田 亜紀子; 稲田 優貴; 日高 邦彦; 松岡 成居, 東京大学
  配分額（総額）：17550000, 配分額（直接経費）：13500000, 配分額（間接経費）：4050000
  世界に先駆けて真空アーク消弧時のアークプラズマの温度分布、粒子（電子・金属蒸気・イオン）密度分布を高い時間・空間分解能で測定するシステムを開発し、電極に使用する合金の成分比・結晶微細構造や遮断時に外部回路より注入する重畳電流波形を変化させた条件下で、これらアーク現象の測定を行った。電極温度の測定は、精度の向上が課題として残ったが、電流ゼロ点時における金属蒸気の供給状態、温度を可視化することに成功し、消弧課程における蒸気の様相を説明するモデルの開発を行った。
  課題番号：18H01419
• 放電活性種の生成機構解明に向けた超高性能な電子密度可視化技術の創出　　　　　　　　　　　　　　　
  日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 2018年04月01日 - 2021年03月31日
  稲田 優貴; 前山 光明, 埼玉大学
  配分額（総額）：17940000, 配分額（直接経費）：13800000, 配分額（間接経費）：4140000
  ストリーマ放電をはじめとした大気圧プラズマによって生成される活性種の応用技術は、環境・エネルギ・医療・農業を筆頭に、幅広い分野への応用が期待されている。しかし、その生成機構は未解明である。この一因としては、大気圧プラズマの空間的再現性が低いために、活性種の生成源である電子の密度が現状技術では測定できないことが挙げられる。さらに電子密度が低いことも、測定を困難にしている。そこで本研究では、これまで測定不能であったフェーズにあるストリーマ放電の2次元電子密度分布が単一測定で可視化できる高感度なセンサを開発した。
  課題番号：18H01418
• 次世代型直流送配電網の実現に向けた突発的真空絶縁破壊抑制法の提案　　　　　　　　　　　　　　　
  日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 挑戦的研究(萌芽), 2018年06月29日 - 2020年03月31日
  稲田 優貴; 熊田 亜紀子, 埼玉大学
  配分額（総額）：6240000, 配分額（直接経費）：4800000, 配分額（間接経費）：1440000
  本研究では、～100nsの時間分解能と～1μsのフレームレートを有する高性能なシャドウグラフ型イメージングシステムを構築することで、微小金属粒子に起因した真空内での絶縁破壊現象をとらえることに世界で初めて成功した。これにより、(i)絶縁破壊を生じさせる粒子の粒径には～100μmと～10μmの2種類が存在すること、(ii)粒子に起因した絶縁破壊は必ず粒子が負電極に衝突した際に発生すること、(iii)電極間を飛行している間や負電極衝突時に、粒子の粒径は小さくならない、ことなどを明らかにした。
  課題番号：18K18845
• 化学的活性種の大量発生可能な大気圧プラズマ源の開発と難分解物処理性能評価　　　　　　　　　　　　　　　
  日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(C), 2015年04月01日 - 2018年03月31日
  前山 光明; 稲田 優貴; 鈴木 仁; 高取 芳光; 戸梶 公雄; 池田 和海; 鈴木 郁也; 今村 謙吾; 森 裕哉; 宮本 令; 金森 靖仁, 埼玉大学
  配分額（総額）：4420000, 配分額（直接経費）：3400000, 配分額（間接経費）：1020000
  球雷放電と呼ばれる2002年に発表された気液空間中の放電を用い、水処理への適用を目的として、その分解処理性能の評価、さらに処理性能に大きな影響を及ぼす放電により生成される化学的活性種の種類、放電条件による変化を実験により調べた。
  その結果、評価に広く利用されるインジゴカルミン染料および酢酸の分解によりその性能を評価し、初期的な結果であるが、他の水処理で得られている最大効率の約1/2が得られ、更なる向上が見込まれることを示した。また、放電の極性による分解特性と生成活性種に違いを新たに見出した。さらに、活性種からの発光の２次元測定、および液体クロマトグラフィ分析による分解過程の検討を行った。
  課題番号：15K05932
• 電子密度の高感度・高時間分解測定に基づいた放電活性種の効率的・選択的生成法の創成　　　　　　　　　　　　　　　
  日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 若手研究(A), 2015年04月01日 - 2018年03月31日
  稲田 優貴, 埼玉大学
  配分額（総額）：23400000, 配分額（直接経費）：18000000, 配分額（間接経費）：5400000
  大気圧プラズマの一種であるストリーマ放電は、環境・エネルギ・医療など幅広い分野への応用が期待されている。しかし、活性種の生成機構には未解明な部分が多い。この一因は、活性種の生成源である電子が時空間的にどういった挙動を示すのか、その詳細が全く測定できていない点にある。
  こうした背景のもと、本研究では、ストリーマ内の2次元電子密度分布がシングルショットで撮影できる高時間分解能・高感度型センサを独自に開発した。これにより、ストリーマ内の電子密度を～1nsの時間分解能と1立方メートル当たり～10の20乗の測定感度で可視化することに成功し、いくつかの活性種について、その生成・消滅機構を明らかにした。
  課題番号：15H05515
• 高性能低環境負荷CF3Iガス絶縁方式の実用化に向けた発展研究　　　　　　　　　　　　　　　
  日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(A), 2013年04月01日 - 2016年03月31日
  日高 邦彦; 熊田 亜紀子; 松岡 成居; 稲田 優貴, 東京大学
  配分額（総額）：46800000, 配分額（直接経費）：36000000, 配分額（間接経費）：10800000
  温暖化係数(GWP)が大きいSF6ガスの代替として注目されるCF3Iガスについて、電気絶縁特性を詳細に検討した結果、管路ガス絶縁送電線路(GIL)への適用が期待できるとの結論を得た。絶縁特性、液化温度、GWPを総合的に評価して適応可能性のランキング付け手法を提案し、CF3I(20%)/CO2(80%) や CF3I(20%)/N2(80%)の混合ガス組成が最適であることを示した。また、実運用されている275kV-GILにCF3I混合ガスが適用可能であるか、電気絶縁および熱特性の観点から検討を行った。
  課題番号：25249028