2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of focusing technique of highly brilliant x-rays by use of laser-produced plasma
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16K05030
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
河内 哲哉 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所, 所長(定常) (40343941)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
錦野 将元 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 光量子科学研究部, グループリーダー(定常) (70370450)
川染 勇人 香川高等専門学校, 情報工学科, 准教授 (90391325)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | エックス線光学 / プラズマ科学 / 高強度レーザー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成30年度は、レーザープラズマを用いたX線集光技術開発のために金属サンプルにフェムト秒レーザーを照射し、そのフルエンスの違いによる反射率変化の計測を実施した。サンプル表面にプラズマが生成する閾値近傍の照射強度ではスパレーションという薄膜飛散が発生するが、その際に生成する薄膜がX線領域のビームスプリッタとして機能することをX線領域のニュートリング生成から確認した。また、X線自由電子レーザーSACLAにおいて、軟X線屈折計測のためのポンプ-プローブ実験を開始した。軟Ｘ線レーザーを、併設のチタンサファイアレーザー（ポンプ光）によって生成したプラズマに入射させ、プラズマ生成の有無によって生じる光路変化をビームライン後方の二次元検出器で取得することを試みた。プラズマ生成のための試料は、窒化シリコンまたは金属薄膜からのプラズマを用いた。照射実験を進める中で、チタンサファイアレーザーとプローブ光（軟Ｘ線レーザー）の試料上での照射位置調整などの課題が明らかとなった。本研究テーマは、2018年度SACLA基盤開発プログラムにおいて「SXFEL照射強度の精密調整機構を備えたポンプ-プローブ実験装置の構築」として採択され、引き続きSACLAにおいて推進していく予定である。
計算機シミュレーションによるX線レンズの設計に関しては、炭素イオンに対する衝突輻射モデルを構築し、励起状態占有密度及び実効的な電離速度係数を評価した。衝突輻射モデルの結果を流体コードに組み込むことにより、X線の集光に寄与するプラズマの電子密度空間分布を導出した。更にX線レンズの性能を評価するために、対向する平板からレーザープラズマが吹き出す配置を２セット用い、縦方向と横方向の集光を独立に行うことを仮定した。与えられた電子密度分布に対して光線追跡によりX線の集光状態を計算し、X線レンズ生成に最適なレーザー照射条件を評価した。
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[Journal Article] Study of damage structure formation on aluminum film targets by picosecond soft X-ray laser ablation around threshold region2018
Author(s)
M. Ishino, N. A. Inogamov, S. Tamotsu, V. V. Zhakhovsky, N. Hasegawa, I. Yu. Skobelev, A. Ya. Faenov, T. A. Pikuz, K. Mikami, T. Kawachi, and M. Nishikino
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Journal Title
Applied Physics A
Volume: 124, 649
Pages: 1-8
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Deep-hole drilling of amorphous silica glass by extreme ultraviolet femtosecond pulses2018
Author(s)
Tatsunori Shibuya, Takashi Takahashi, Kazuyuki Sakaue, T. -H. Dinh, Hiroyuki Hara, Takeshi Higashiguchi, Masahiko Ishino, Yuya Koshiba, Masaharu Nishikino, Hiroshi Ogawa, Masahito Tanaka, Masakazu Washio, Yohei Kobayashi, Ryunosuke Kuroda
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Journal Title
Applied Physics Letters
Volume: 113
Pages: 171902
DOI
Peer Reviewed
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