レーザープラズマX線による時間分解X線構造解析の可能性と装置設計

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11874080
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 中島 信昭 大阪市立大学, 理学部, 教授 (00106163)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 阪部 周二 大阪大学, 大学院・工学研究科・電子情報エネルギー工学専攻, 助教授 (50153903) ; 八ッ橋 知幸 大阪市立大学, 理学部, 助手 (70305613)
• Keywords: レーザープラズマX線 / フェムト秒チタンサファイヤレーザー / Kα線 / Ti / 時間分解X線構造解析

Research Abstract

超短パルスレーザーを用いたX線構造解析を目的とし、以下の実験を行った。また、関係の文献調査詳細に行った。
1. 超高出力のフェムト秒レーザーの安定運転
1.1 フェムト秒チタンサファイヤレーザー チタンサファイヤレーザー3段多重増幅レーザーを用いた。(大阪大学レーザー核融合研究センター、研究分担者、阪部グループ)チャープパルス増幅、最後にグレーティングペアによる圧縮等最先端技術を駆使し、以前の出力の約2倍の強度を得た。(最高88fs,500mJ,10Hz)これは、瞬間値であって、安定動作は今後の課題である。
1.2 どこまで集光できるか高い効率のX線発生効率の鍵は、レーザーの集光強度である。軸はずし放物面鏡を計画しているが、今年度はアクロマティックレンズを用いた。照射レーザーエネルギーは70mJ,パルス幅120fsのとき、集光強度を3.6×10^<16>Wcm^<-2>と推定した。
2. レーザープラズマX線、X線検出系
上記レーザー光を本年度はTiに集光照射し、そのK線を観測した。Ti Kα線:4.51KeV、Kβ線:4.93KeV,FWHM2.4eVを観測することができた。測定系はRbAP結晶分光器を15度の入射角度で利用した。検出系はCCDカメラである。上記のレーザーパルスを用いた場合、S/Nの良い測定には、100ショットが必要であった。変換効率3.4×10^<-6>sr^<-1>と推定した。単色のX線が必要であるが、実際は高密度プラズマによってシフトしたスペクトルが一部得られた。これを用いたX線散乱の観測とともに、X線の性質を詳しく調べることが、今後の課題である。

Research Products

• [Publications] 中島信昭: "テラワットレーザー化学"レーザー研究. 27. 411-415 (1999)
• [Publications] Seiji Shimizu 他: "Conlomb explosion of benzene irradiated by an intense fs laser pulse"Chem. Phys. Lett.. 317. 609-614 (2000)
• [Publications] Tomoyuki Yatsuhashi 他: "Laser flash photolysis of gaseous Phthalic An hydride"J. Phays. chem. A. 104(6). 1095-1099 (2000)