高次高調波及び高繰り返しX線レーザーを用いたX線領域における非線形過程の研究

利用高次谐波和高重复 X 射线激光器研究 X 射线区域的非线性过程

基本信息

批准号：
07455032
负责人：
渡部俊太郎
金额：
$ 5.76万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、(1)高次高調波の集光と光量の測定、(2)励起レーザーと高次高調波の高出力化、(3)イオン化の研究、(4)コヒーレント軟X線と物質の非線形相互作用であった。(1)では、高次高調波(49.6mm)をグレーティングとトロイダルミラーを持つ分光器で分光および集光し、スポット径100μm、強度1MW/cm^2を得た。(2)では、KrFレーザーで1kHz,7Wという超短パルスとしては、世界最高の平均出力を得た(Opt.Lett.掲載予定)。チタンサファイアレーザーでは30fs,2.6TWの出力を得た。また今後のKrFレーザーの高出力化に不可欠な定常チャープパルス増幅法を色素レーザーで実証した(Appl.Opt.掲載予定).高次高調波の高出力化では、チタンサファイアレーザーの基本波と2、3倍波を位相をずらして重ね合わせることにより、1ケタ強度を増加させた(JOSA B).(3)では、チタンサファイアレーザーの円偏光を用い、各イオン価数から生成する電子のエネルギー分布を分離して観測し、電場誘起衝突型X線レーザーの重要な知見を得た(Appl.phys.B)。またKrFレーザーでは、Keldish パラメーターが1以下(トンネル領域)にもかかわらず、電子分布のピークが光子エネルギーごとに現れることを示した。(4)では、高次高調波が中性原子に吸収され、イオンに吸収されない性質を利用し、ポンプープローブ法を用いて高次高調波のパルス幅を初めて測定した(Opt.Lett.掲載予定)。また高次高調波がイオンより中性原子から発生しやすい性質を利用し、イオン密度のダイナミックスを測定することにより、希ガスイオンの再結合時間(ピコ秒)を測定した。しかしコヒーレント軟X線と固体の非線形相互作用は今後の課題として残った。

这项研究的目标是（1）聚焦和测量光的量，（2）增加激发激光器的能力和更高的谐波，（3）电离研究，以及（4）相干软X射线和物质之间的非线性相互作用。在（1）中，较高的谐波（49.6 mm）被光谱镜并使用带有光栅和环形镜的光谱仪收集，从而导致斑点直径为100μm，强度为1MW/cm^2。在（2）中，KRF激光器的超短脉冲为1KHz和7W（计划以Opt.Lett。）的超短脉冲达到了世界上最高的平均产量。钛蓝宝石激光器的输出为30fs和2.6tw。此外，我们展示了一种稳态的CHIRP脉冲扩增方法，这对于染料激光器的未来高功率输出至关重要（计划在Appl.Opt。中发表）。为了增加较高谐波的高功率输出，我们通过将钛蓝宝石激光器的基本波叠加使用第二或第三个谐波波（JOSA B）来增加一位数的强度。（3）使用来自钛蓝宝石激光器的圆极化光分离并观察从每个离子价产生的电子的能量分布，并获得了电场诱导的X射线型X射线激光器（Appl.Phys.B）的重要发现。此外，在KRF激光器中，尽管Keldish参数小于1（隧道区域），每个光子能量的电子分布峰出现。在（4）中，首次使用泵探针方法测量了较高谐波的脉冲宽度，利用了较高谐波被中性原子吸收而不是被离子吸收的特性（Opt.LETT。计划）。此外，通过测量离子密度的动力学来测量贵气体离子的重组时间（picseconds），利用了比离子比离子更可能是由中性原子产生较高谐波的特性。但是，相干X射线和固体之间的非线性相互作用仍然是未来的挑战。