水の窓単発ショット撮影を実現するためのスペクトル制御されたマイクロ光源の開発

研制光谱控制微光源实现水窗单镜头摄影

基本信息

批准号：
12J10265
负责人：
大塚崇光
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Utsunomiya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では高出力な水の窓光源を実現するため, 疑似連続スペクトル(unresolved transition array : UTA)を有する原子番号の大きい元素をターゲットに用いるプラズマ光源の研究を行っている. 昨年度行った理論計算により電子温度500 eVのビスマス(Bi)プラズマから4d-4f遷移による4.0nm及び4.2nm, 1keVで4p-4d遷移による3.2nmの発光が得られることを明らかにしたが, 昨年度に行った分光実験において4p-4d遷移による3.2nmの発光は観測されなかった. これはプラズマによる放射の再吸収が原因であると考えられるため, 今年度はBiイオンの吸収特性を明らかにする事に重点を置き研究を実施した.実験では, 一台目のレーザーパルス(パルス幅170 ps, 波長 1064nm)によって作られたハフニウム(Hf)プラズマから放射された光(連続スペクトル)をもう一台のレーザーパルス(パルス幅7 ns, 波長 1064nm)によって作られたBiプラズマ(吸収体)中に入射させ吸収を誘起した. 吸収体中を通過した光を斜入射型軟X線分光器で観測し, 吸収体を通過させずに観測した連続スペクトルと比較することによりBiイオンの吸光度を算出した, 3nmの領域に強い吸収を持つと予測されたが, 観測されたビスマスの吸光度は長波長側に比べ短波長側の吸収は弱く, 3nmに強い吸収は観測されなかった. 従って発光スペクトル観測において4p-4d遷移による3.2nmの発光が観測されなかった理由は, プラズマ中での再吸収によるものではないと結論付けられる。観測された吸収スペクトル中に複数の吸収線が観測されたため, 吸収スペクトルを理論計算した. 計算によって得られたBi IからBi IVの4f-nd (n≧6)内核遷移による吸収スペクトルは, 観測された吸収線と一致した.本研究では, UTAピーク波長の原子番号依存性を明らかにし, 水の窓領域においてBiプラズマからのUTA放射を観測した. しかしながら, 理論的に予測された4p-4d遷移による3.2nmの発光は観測されなかった. これは, プラズマの電子温度が1 keVに達していないことが理由であると考えられる.

在这项研究中，为了实现高功率水的窗户光源，我们正在使用具有伪连续频谱（UTA）的大原子数元素来研究等离子体光源。去年进行的理论计算表明，由于4d-4f从偶氮（BI）血浆过渡为4.0 nm和4.2 nm，可以在4.0 nm和4.2 nm的电子温度获得500 eV和4d-4d过渡引起的4.2 nm，但由于在上一年的3.2 nm中，由于4D-4D过渡和1 keV，但在3.2 nm中是3.2 nm。这被认为是由于血浆对辐射的重吸收，因此今年我们专注于阐明BI离子的吸收特征。在实验中，我们进行了第一个激光脉冲（脉冲宽度为170 PS，波长）。从另一个激光脉冲（脉冲宽度7 ns，波长1064nm）产生的BI血浆（吸收性1064nm）产生的BI血浆（吸收）中，从Hafnium（HF）血浆发出的光（连续光谱）入射。用倾斜入射的软X射线光谱仪观察到穿过吸收剂的光，并通过比较未经吸收剂观察到的光来计算BI离子的吸光度。据预测，它在3NM区域将具有很强的吸收，但是在短波长的一侧观察到的二晶曲的吸光度比长波长侧弱，并且在3nm处未观察到强吸收。因此，可以得出结论，在排放频谱观察中未观察到3.2nm发射由于4p-4d跃迁而引起的原因并不是由于血浆中的重吸收。由于在观察到的吸收光谱中观察到多个吸收系，因此吸收光谱是理论上的。 BI I向BI IV获得的4F-ND（N≧6）核转变获得的吸收光谱是通过计算获得的，与观察到的吸收线相吻合。在这项研究中，揭示了UTA峰波长的原子数依赖性，并在水的窗户区域观察到了BI血浆的UTA发射。但是，没有观察到由于4P-4D跃迁而导致的3.2nm排放。这被认为是因为血浆的电子温度尚未达到1 keV。

项目成果

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科研奖励数量（0）

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专利数量（0）

Analysis of tungsten laser produced plasmas in the extreme ultraviolet (EUV) spectral region

DOI：
10.1088/0953-4075/45/20/205002
发表时间：
2012-10
期刊：
Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics
影响因子：
0
作者：
C. S. Harte;T. Higashiguchi;T. Otsuka;R. D’Arcy;D. Kilbane;G. O’Sullivan
通讯作者：
C. S. Harte;T. Higashiguchi;T. Otsuka;R. D’Arcy;D. Kilbane;G. O’Sullivan

高原子番号物質を用いる極端紫外光源の研究

高原子序数材料的极紫外光源研究

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takamitsu Otsuka;Paddy Hayden;Fergal O'Reilly;Emma Sokell;Padraig Dunne;Gerry O'Sullivan;Noboru Yugami;大塚崇光
通讯作者：
大塚崇光

Investigation of a laser-produced bismuth plasma soft x-ray source

激光产生的铋等离子体软 X 射线源的研究

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takamitsu Otsuka;Paddy Hayden;Fergal O'Reilly;Emma Sokell;Padraig Dunne;Gerry O'Sullivan;Noboru Yugami
通讯作者：
Noboru Yugami

"Water window" sources : Selection based on the interplay of spectral properties and multilayer reflection bandwidth

“水窗”光源：根据光谱特性和多层反射带宽的相互作用进行选择

DOI：
10.1063/1.4789982
发表时间：
2012
期刊：
APPLIED PHYSICS LETTERS
影响因子：
4
作者：
Takamitsu Otsuka;Padraig Dunne;Gerry O'Sullivan;Takeshi Higashiguchi;Noboru Yueami;Colm S Harte;Bowen Li
通讯作者：
Bowen Li

Rare-earth Plasma Beyond Extreme Ultraviolet (BEUV) Sources at 6.<i>x</i> nm

6.<i>x</i> nm 超极紫外 (BEUV) 稀土等离子体源