新型高性能軟X線レーザーの物理と開発実用化の研究

新型高性能软X射线激光器物理研究及开发及实际应用

基本信息

批准号：
14GS0206
负责人：
黒田寛人
金额：
$ 308.59万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Creative Scientific Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

縦型過渡励起軟X線レーザー生成のための固体ターゲットからの高密度レーザープラズマを非線形媒質に用いる制御高次高調波軟X線レーザーを初めて提案、実証した。イオン化エネルギーの高いマンガンを用いて7.9nm(101次)の制御高調波軟X線を得たが、レーザープラズマからのイオンを用いた高次高調波では世界最高次の最短波長である。レーザー誘起共鳴増幅による特定次数のコヒーレント単一制御高調波軟X線が得られることを世界に先駆けて実証し高出力・高効率化を達成し、その機構を解明した。Inを初め、次々と異常強力単一周波数共鳴増幅を観測した。変換効率は〜10^<-4>と桁違いの大きさであり、1パルス当たり1μJ以上という高エネルギーを得た。全く新しい新スキーム光源であり、励起レーザー波長やチャープ量、強度を精密にコントロールすることによって波長制御や変換効率をさらに上げられることがわかり今後の大きな期待が持てる。金属ナノ粒子クラスターを固体ターゲットに用いると高次での高調波強度がバルクターゲットに較べて6倍もの増強になることも確認した。ダブルターゲット方式による2波長高次高調波同時発生のスキームも確立し、2つのターゲットを並べてプリアイオナイズしておきメインレーザーを打ち込むとそれぞれのターゲットに特性的なスペクトルが加算され特性的な2波長で同時に高調波の発生が実証され分光用光源として大いに期待が高まった。さらに半導体を含む種々の試料上に生成されるナノ構造が波長の数分の一以下になりうることや励起波長によってもナノ構造が劇的に変わることを発見するなど軟X線の応用の知見を得た。医学グループと連携してシグナル伝達の極微量計測システムにより蛍光共鳴エネルギー転移現象によるタンパク間のリガンド活性による構造変化をピコ秒スケールで時間発展観測をおこなった。このようにコヒーレント軟X線光源を有効利用・測定する手法等を開発し新展開を目指し水の窓領域への挑戦を続けている。

我们首次提出并演示了一种受控高次谐波软X射线激光器，使用来自固体靶的高密度激光等离子体作为非线性介质来产生垂直瞬态激发软X射线激光器。使用高电离能的锰获得了 7.9 nm（101 阶）的受控谐波软 X 射线，这是世界上使用激光等离子体离子的高阶谐波的最高和最短波长。我们在国际上首次证明通过激光诱导共振放大可以获得特定阶次的相干单控谐波软X射线，实现了高输出和高效率，并阐明了其机理。我们观察到一系列异常强烈的单频共振放大，包括 In。转换效率高于～10^-4>一个数量级，并且获得了每脉冲超过1μJ的高能量。这是一种全新方案的全新光源，并且已经证明，通过精确控制激发激光波长、啁啾量和强度，可以进一步提高波长控制和转换效率，我们对未来充满期待。还证实，当金属纳米粒子簇用作固体靶时，与块状靶相比，高阶谐波强度增强了六倍。我们还建立了一种使用双目标方法同时生成两个波长高次谐波的方案，当两个目标排列并预电离并应用主激光时，特征光谱会添加到每个目标上。同时，证明了谐波的产生，人们对它作为光谱学光源的期望很高。此外，我们发现在包括半导体在内的各种样品上形成的纳米结构可以小于波长的一小部分，并且纳米结构根据激发波长而发生巨大变化。我们与一个医疗小组合作，使用信号转导微米测量系统在皮秒尺度上观察了蛋白质之间配体活性引起的结构变化的时间演变。通过这种方式，我们不断挑战水窗区域，旨在开发有效利用和测量相干软X射线光源的新方法。

项目成果

期刊论文数量（15）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

optimization of harmonic generation from boron plasma

硼等离子体谐波产生的优化

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
J. of Appl. Phys. 99
影响因子：
0
作者：
R. A. Ganeev;M. Suzuki;L. B. Elouga Bom;M. Suzuki;T. Q. Jia;R. A. Ganeev;R. A. Ganeev
通讯作者：
R. A. Ganeev

Tuneyuki Ozaki, Hidetoshi Nakano, Hiroto Kuroda: "Charactristics of longitudinally pumped nickellike molybdenum x-ray lasers generated in waveguides"J.O.S.A. B. 19. 1335 (2002)

Tuneyuki Ozaki、Hidetoshi Nakano、Hiroto Kuroda：“波导中产生的纵向泵浦镍钼 X 射线激光器的特性”J.O.S.A.

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Advanced 20TW Ti : S laser system for X-Ray laser and coherent XUV generation irradiated by ultra-high intensities

先进的 20TW Ti:S 激光系统，用于超高强度照射下的 X 射线激光和相干 XUV 生成

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Laser and Particle Beains. 23
影响因子：
0
作者：
H Kuroda;M Suzuki;RGaneev;Ju Zhang;M Baba;T Ozaki;Zhi Yi Wei;Jie Zhang
通讯作者：
Jie Zhang

The ultrafast excitation processes in femtosecond laser-induced damage in dielecric omnidirectional reflectors

飞秒激光诱导介电全向反射器损伤的超快激发过程

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
J. of Appl. Phys. 100
影响因子：
0
作者：
R. A. Ganeev;M. Suzuki;L. B. Elouga Bom;M. Suzuki;T. Q. Jia
通讯作者：
T. Q. Jia

laser ablation of GaAs in liquids : optical, and nonlinear optical characteristics of colloidal solutions,

液体中砷化镓的激光烧蚀：胶体溶液的光学和非线性光学特性，

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Appl. Phys.B 80
影响因子：
0
作者：
R.A.Ganeev;M.Baba;A.I.Ryasnyansky;M.Suzuki;H.Kuroda
通讯作者：
H.Kuroda

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作者：
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黒田寛人其他文献

閉経後中高年者の骨粗鬆症リスクとしての身長低下と運動機能の関連

绝经后中老年人骨质疏松危险因素身高下降与运动功能的关系

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
鈴木将之;黒田寛人;庄司拓平;馬場基芳;板谷正紀;米谷新;Takuhei Shoji;Takuhei Shoji;庄司拓平;庄司拓平，板谷正紀;庄司拓平，板谷正紀;庄司拓平，板谷正紀;新井智之，藤田博曉，高橋彩子，丸谷康平，細井俊希，石橋英明;新井智之，藤田博曉，丸谷康平，細井俊希，石橋英明;丸谷康平，藤田博曉，新井智之，細井俊希，石橋英明;新井智之，藤田博曉，高橋彩子，丸谷康平，細井俊希，石橋英明;藤田博暁，新井智之，丸谷康平，石橋英明;荻原健一，藤田博暁，新井智之，丸谷康平，細井俊希，石橋英明
通讯作者：
荻原健一，藤田博暁，新井智之，丸谷康平，細井俊希，石橋英明

細胞内物質局在解析を目的とする Si ナノブレードアレイデバイスの作製

用于细胞内物质定位分析的硅纳米刀片阵列装置的制备

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
井上遼太郎;黒田寛人;高尾英邦;下川房男;寺尾京平
通讯作者：
寺尾京平

In Vivo Imaging of Lamina Cribrosa Sheet by Novel High-resolution, Broad-wavelength Laser OCT

通过新型高分辨率、宽波长激光 OCT 对筛板进行体内成像

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
鈴木将之;黒田寛人;庄司拓平;馬場基芳;板谷正紀;米谷新;Takuhei Shoji;Takuhei Shoji
通讯作者：
Takuhei Shoji

脳21

大脑 21

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
鈴木将之;黒田寛人;庄司拓平;馬場基芳;板谷正紀;米谷新;Takuhei Shoji;Takuhei Shoji;庄司拓平;庄司拓平，板谷正紀;庄司拓平，板谷正紀;庄司拓平，板谷正紀
通讯作者：
庄司拓平，板谷正紀

地域在住中高年者における立ち上がりテストの有用性の検討

检验站立测试对社区中老年人的有用性

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
鈴木将之;黒田寛人;庄司拓平;馬場基芳;板谷正紀;米谷新;Takuhei Shoji;Takuhei Shoji;庄司拓平;庄司拓平，板谷正紀;庄司拓平，板谷正紀;庄司拓平，板谷正紀;新井智之，藤田博曉，高橋彩子，丸谷康平，細井俊希，石橋英明;新井智之，藤田博曉，丸谷康平，細井俊希，石橋英明;丸谷康平，藤田博曉，新井智之，細井俊希，石橋英明;新井智之，藤田博曉，高橋彩子，丸谷康平，細井俊希，石橋英明
通讯作者：
新井智之，藤田博曉，高橋彩子，丸谷康平，細井俊希，石橋英明