強磁場印加による円偏光コヒーレント軟X線の発生

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19740350
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: 長谷川 登 Japan Atomic Energy Agency, 量子ビーム応用研究部門, 研究職 (50360409)
• Keywords: プラズマ物理 / X線レーザー / コヒーレントX線 / 偏光制御 / 強磁場発生 / 軟X線分光

Research Abstract

本研究は、日本原子力研究開発機構で開発されたX線レーザーを円偏光化することを目的としている。円偏光X線レーザーは、物質の構造解析用の光源として望まれている。具体的には、X線レーザー媒質に強磁場を特定方向に印加した場合、レーザー線の円偏光成分と直線偏光成分が波長的に分離する(通常はランダムに混在しているため、ほぼ無偏光)ことを利用して、円偏光成分を選択的に取り出すことを試みている。平成19年度は、X線レーザーの線幅の精密測定及び、パルス強磁場発生装置の開発を行った。X線レーザーの線幅の精密測定は、円偏光化に必要な磁場強度を見積もるために必要であるが、X線レーザーの線幅は極めて狭く、その測定は世界でも2例目である(超短パルスレーザー励起によるX線レーザーでは世界初)。X線レーザーの線幅は、媒質の電子温度、電子温度に敏感であるため、原子過程のシミュレーションコード開発の指標としても有用である。高波長分解能分光器により計測された線幅は波長18.9nmにおいて0.002nmであり、円偏光化に必要な磁場は約44テスラであることが判明した。パルス強磁場発生装置は磁場生成用のコイルをX線レーザー用に小型化(内径5mm、長さ5mm)することにより、電源部を含めた装置全体の小型化が可能である。現在までに真空中における磁場発生試験を行い、約25テスラの磁場の発生に成功している。平成20年度には、磁場生成用コイルの材質及び、形状の最適化を行うことで磁場強度の増強を行い、X線レーザーの円偏光化実験を行う。