2000 Fiscal Year Annual Research Report
超短パルス励起軟X線レーザーの極限化及び最適制御化
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11308014
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
黒田 寛人 東京大学, 物性研究所, 助教授 (30126049)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
尾崎 恒之 東京大学, 物性研究所, 助手 (40224208)
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| Keywords | 軟X線レーザー / 縦励起 / 過渡的衝突型 / 短パルス生成プラズマ |
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| Research Abstract |
超短パルス励起軟X線レーザーの極限化、及び最適制御化の研究として縦型過渡的衝突励起軟X線レーザーの実験及び理論計算シュミレーションをNi-Mo(18.9nm),Ni-W(4.3nm)レーザーにおいて進展させた。Ni-Mo系において、600psのプレパルスで軟X線レーザー媒質プレプラズマを生成し、3〜4ns遅延させ、Ni様に最適化した後、主励起による過渡的衝突で約800ev〜1Kevのプラズマを生成させレーザー作用を起こさせるシュミレーション及び実験を行った。レイトレースやhydesコードによる計算で、平板ターゲットよりも、キャピラリーのほうが、実現性が高いことを見出した。実験においても、主励起光がプラズマに良く吸収されるが、ベンディング効果も大きいことを測定した。その際に副次的に、主励起レーザーの軸上反射及び伝播方向に、ジェット状の指向性の鋭い発光が観測されMoイオンよりの発光である事がスペクトルにより確認された。Ni-Wの場合には、共鳴線のオパシティ効果(再吸収)が大きく、それにより、反転分布を促進し、利得が大きくなりうることをシュミレーションで示した。現在、レーザーパルス幅を2psから450fsへと短縮し、2mm長400μmのMoキャピラリーによる、実験が進行中である。計算では、Ni-Moの最適パルス幅は600fsであり、ストリークカメラでの実験が進行中である。コヒーレント軟X線の生成法として、高次高調波がある。固体プラズマ界面による、高次高調波生成はガスの場合と異なり、短波長域へのカットオフがない事が理論的に示されてはいるが、実験と理論の両者ともに未知の問題が多い。これらを明らかにするため2ps〜450fsでの高次高調波の生成実験及びPICコードによるシュミレーションの研究も進めた。生成波の特性の測定を終え、最適化のためにダブルパルス制御が有効な事をはじめて見出し、その原因となる高密度プラズマの動的挙動の研究を進めている。
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[Publications] A.Ishizawa,T.Kanai,T.Ozaki,and H.Kuroda:: "The spatial distribution of high-order harmonics from solid surface plasmas,"IEEE.J.Quantum Electronics. vol.36. 665-668 (2000)
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[Publications] A.Ishizawa,T.Kanai,T.Ozaki,and H.Kuroda: "Dynamical behavior of higher harmonic generation from a picosecond laser produced solid surface plasma,"Jpn.J.Appl.Phys.. vol.40. 1022-1025 (2001)
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[Publications] T.Ozaki,K.Yamamoto,R.Li,and H.Kuroda: "Longitudinal-Pumping and Transient Collisional Excitaion of High performance Ni-Like Soft-X-Ray Lasers,"Jpn.J.Appl.Phys.. vol.40. 1018-1021 (2001)
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[Publications] T.Ozaki,K.Yamamoto,H.Kuroda and R.Li:: "Preplasma conditions for longitudinally pumped TCE soft x-ray lasers,"In High-Power lasers in Engineering, Kunioki Mimca, Gerald Kulcinski, William Hogan editors, Proceedings of SPIE Vol.3886. 626 (2000)
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[Publications] A.Ishizawa,T.Kanai,T.Ozaki and H.Kuroda: "Characteristics of high-order harmonic generation from solid surface plasmas depending on driving laser conditions,"In High-Power lasers in Engineering, Kunioki Mima, Gerald Kulcinski, William Hogan, Editors, Proceedings of SPIE Vol.3886. 573 (2000)
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[Publications] T.Ozaki,R.Li,and H.Kuroda: "Optimization of preplasma condition for longitudinally-pumped transient collisional excitation x-ray lasers,"in the proceeding of International Conference Lasers '99 (SOQUE, McLean,2000). 318 (2000)
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[Publications] T.Ozaki,and H.Kuroda: "Gain Enhancement of Soft-X-Ray Lasers Due to Nanomater-Thick Target Surface Layer."in the proceeding of International Conference Lasers '99 (SOQUE, McLean,2000). 324 (2000)
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[Publications] T.Ozaki,K.Yamamoto,R.Li,and H.Kuroda:: "Propagation of Picosecond Nd:Glass Laser Pulses Through Underdense Preplasma for Longitudinally-Pumped Ni-Like Soft-X-Lay Lasers,"In the proceeding of International Coference Lasers '99 (SOQUE, McLean,2000). 307 (2000)
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[Publications] A.Ishizawa,T.Kanai,T.Ozaki,and H.Kuroda:: "Divergence of high-order harmonics from solid surface plasmas,"in the proceeding of International Conference Lasers '99 (SOQUE, McLean,2000). 22 (2000)
