広帯域インコヒーレント放射光の可干渉性を利用する革新的光技術の探索

寻找利用宽带非相干同步加速器辐射相干性的创新光学技术

基本信息

批准号：
22K18705
负责人：
加藤政博
金额：
$ 3.99万
依托单位：
Institute for Molecular Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

近赤外から紫外の波長領域において、広帯域・インコヒーレントな単一光源からの光をビームスプリッタで分離することで相互に可干渉な２つの光ビームを作り出し、超高速分光、高分解能断層撮像、超高解像度顕微鏡などへ応用している例がある。本研究では、その基盤技術として、放射光源から相互に可干渉な光ビームを取り出すことに挑戦している。さらにその応用法の開拓を目指す。２０２２年度には、紫外線領域でのアンジュレータ放射の可干渉性の基礎データとして、アンジュレータ放射波束の時間構造の再構成を試みた。超短パルスレーザーの分野で実績のあるSPIDER法を用いることで、アンジュレータ放射波束がフェムト秒オーダーの有限サイクル波形を有することを実証することができた。また、ストレージリングにおける単一電子蓄積技術を確立した。ダイナミックレンジの大きい光電子増倍管を利用し、単一電子蓄積を放射光強度観測で確認する手法を確立した。また、単一電子を２時間以上周回させることにも成功した。この加速器運転技術を用いて、単一光子レベルでの放射光波束の特性、特にその時間構造に関する実験に着手した。単一電子からの光子放出がポアッソン分布であること、また、その時間構造に関する予備的な実験結果を得ることができた。また、直列に配置された２台のアンジュレータからの放射を異なる方向に取り出し、相互の干渉性を調べることができる干渉計の構築を進め、その動作確認を行った。

在近红外到紫外的波长范围内，通过分束器将来自单个光源的宽带非相干光分离，产生两束相互相干的光束，可用于超高速光谱、高速光谱、分辨率断层成像，有超高分辨率显微镜等应用示例。在这项研究中，我们试图从同步加速器辐射源中提取相互相干的光束作为一项基本技术。此外，我们的目标是开发应用它的方法。 2022财年，我们尝试重建波荡器辐射波包的时间结构，作为紫外区波荡器辐射相干性的基础数据。通过使用在超短脉冲激光器领域拥有良好记录的 SPIDER 方法，我们能够证明波荡器辐射波包具有飞秒级的有限周期波形。我们还在存储环中建立了单电子存储技术。我们建立了一种通过使用具有大动态范围的光电倍增管观察同步加速器辐射强度来确认单电子积累的方法。他们还成功地使单个电子轨道运行了两个多小时。利用这种加速器运行技术，我们开始了单光子水平上同步辐射波包特性特别是时间结构的实验。我们获得了有关单个电子光子发射的泊松分布及其时间结构的初步实验结果。我们还构建了一个干涉仪，可以从不同方向串联排列的两个波荡器中提取辐射并检查相互干扰，并确认其操作。