2018 Fiscal Year Research-status Report
Study on X-ray laser in laser produced plasma of solid rare gas
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17K05122
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
天野 壮 兵庫県立大学, 高度産業科学技術研究所, 助教 (50271200)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | X線レーザー / レーザープラズマ / 軟X線 / 固体希ガス / 電子再結合 / 連続発生小型 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
固体希ガスターゲットを用いたレーザープラズマによるテーブルトップ型の小型連続繰り返し軟X線（VUV）レーザーの可能性を探っている。電子再結合励起X線レーザーにおいては、そのプラズマを急激に冷却して強い再結合状態にして反転分布を作る必要があり、そのためにプラズマを空間的・時間的に制御して冷却する方法を研究している。
今年度は前年度に引き続き、冷却板によるプラズマの空間的制御（閉じ込め効果）で、強制冷却を起こして固体希ガスのレーザープラズマの発光効率を上げられないかを試した。当初想定していたレーザー透過窓型の冷却板はレーザーダメージが避けられないため断念して、レーザー透過穴を設けた銅製の冷却板を試した。固体アルゴン層を形成して、従来通り市販のQスイッチナノ秒レーザーパルスを垂直照射したところ、50nm帯の軟X線発光の増加がみられた。
今年度はさらに、レーザー短パルス列を用いたプラズマの時間的制御による強制冷却も試みた。レーザーQスイッチのマルクスバンクをショートパルスモードに変更してパルス幅４nmの短パルス列（3~4ピーク）を生成した。それを用いて固体アルゴン層を照射した結果、やはり50nm帯の軟X線強度が増加し、それはレーザーピーク強度に比例する事を確認した。
以上、今年度は空間的・時間的にプラズマを制御する事により強制冷却が起こっている可能性を示す結果が得られた。そしてそれは、固体アルゴンターゲットにおける50nm帯軟X線発光で有効であるという知見を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通りプラズマの空間的・時間的制御方法を実施して、固体アルゴンターゲットの50nm帯軟X線の発光増加が得られた。計画通りに研究は進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで概ね計画通りに進んでいるので、今後も当初の計画に沿って進めていく。
今年度の研究成果より、固体アルゴンターゲットの50nm帯軟X線発光をレーザー候補として注目して、より詳細にその特性を調べていく。即ち、空間制御法において制御パラメータ（冷却板材料や位置等）を変えて、さらに軟X線増加の詳細を調べる。時間制御法では、より短パルス（或いは高速立ち下がり）で高ピークパワーなレーザーを準備していく。計画時に想定していた(1)レーザーパルス整形による急峻な立ち下がりナノ秒パルスに関しては新アイディアである誘導ブリリアン散乱法やプラズマシャッタ法を試す。また想定していた(2)ピコ秒パルス列に関しても検討し、(1)と(2)の両者を総合的に判断して最も有効と思われるレーザーパルスを準備していく。それを用いたレーザービームを線集光してX線増強度を調べ、プラズマ冷却法によるX線レーザー実現の可能性探査を進めていく。
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| Causes of Carryover |
計画では高速EO素子を購入して、Qスイッチナノ秒レーザーパルスを切って高速立ち下がりパルス波形を実現しようと考えていた。しかし、レーザーとこの外部EO素子との時間的ジッターによるタイミングズレが問題になる事が判明して、購入を保留にしたため未使用金が発生した。この金額はそのまま、次年度予定している短パルス・高ピークレーザーの開発にかかる素子の購入費用に充てる。
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Research Products
(3 results)
