2010 Fiscal Year Annual Research Report
プラズマデバイスを用いたチェレンコフEUV光源開発
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21740398
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
犬伏 雄一 独立行政法人理化学研究所, ビームライン建設チーム, 研究員 (40506250)
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| Keywords | 高エネルギー密度科学 / プラズマデバイス / チェレンコフ光 / 超短パルスレーザー / EUV光 |
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| Research Abstract |
本研究計画では、申請者が新たに考案した高エネルギー密度電子制御プラズマデバイスにより超高強度レーザー生成相対論電子ビームの伝播を制御し、それにより励起される、単色性、指向性、波長可変性を有する極端紫外光領域のチェレンコフ光(チエレンコフEUV光)の光源開発を目的とした研究を行い、チェレンコフEUV光源の実現を目指している。今年度は、理論計算を用いてチェレンコフEUV光源の高効率化について検討を行い、高効率なエミッター構造が明らかにした。
平板エミッターに垂直に電子ビームを入射する場合、非常に浅い領域(～10nm)からしかチェレンコフEUV光は放射されない。これはエミッター内部におけるEUV光の吸収効果のためである。また、平板エミッター表面を電子ビームが伝搬した場合では吸収は減るもの、界面における全反射のため、チェレンコフEUV光はエミッター外部へ放射されない。このような問題を解決するためのエミッター構造として、表面に正弦波の構造をもった周期構造エミッターについて、検討を行った。この周期構造エミッターの表面に沿って電子ビームが通過する際にチェレンコフ光が放射され、界面が正弦波状のため全反射が抑制される。このエミッター構造を最適化することで、スカンジウムのL吸収端から放射されるチェレンコフEUV光(397eV)の変換効率は単純な平板エミッターに対して100倍以上向上するという計算結果が得られた。この場合の電子温度は15MeV、エミッターの正弦波構造の周期は1/3600mmである。
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