2015 Fiscal Year Annual Research Report
アト秒X線ストリークの開発と相対論的レーザー生成プラズマからの高次高調波への適用
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26286078
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
難波 愼一 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00343294)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岸本 牧 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門・量子ビーム応用研究センター, 研究主幹 (40360432)
神門 正城 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門・量子ビーム応用研究センター, 研究主幹 (50343942)
長谷川 登 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門・量子ビーム応用研究センター, 研究員 (50360409)
錦野 将元 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門・量子ビーム応用研究センター, 研究副主幹 (70370450)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ポンププローブレーザー分光 / アト秒パルス / 相対論的レーザープラズマ / プラズマX線レーザー / 高次高調波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高速で変化する現象を計測するフラッシュ光源技術は今，原子内の電子の動きをも撮影可能なアト秒時間領域に入ろうとしている．申請者らはこれまでに高出力ピコ秒X線レーザーと低出力アト秒X線レーザーの開発に成功した．最終目標はこれらを両立したアト秒/フェムト秒高出力X線レーザーを実現することである．このうち本研究では以下の2つの具体的な目的を設定する．(1)アト秒X線パルスを時間分解計測できる超高速レーザー分光システム（アト秒ストリーク）を開発，(2)次世代高輝度超短パルスX線レーザーとして期待される相対論的レーザー生成プラズマから放射されるコヒーレント高次高調波にこの計測法を適用し，アト秒時間特性を明らかにする．
本年度は目的(1)にある電子分光器の最適化を重点的に行った．特に，キセノンガスを光電離（ポンプ）するための新しいガス導入技術を導入した．さらに，磁気ボトル型電子分光器の心臓部とも言える強磁場磁石とソレノイドコイルの位置関係を最適化するためのシステムを構築した．
一方，量子力学的に決定されるポンププローブで得られる電子エネルギースペクトルをシミュレーションすることも行った．この結果を実験値と比較することでフェムト秒の時間分解でX線パルスを計測できることを示すことができた．
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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
原子力機構関西研でのJKARENレーザー装置のアップグレード作業が遅れており，相対論的レーザープラズマの発生実験，及び，そこから放射される高次高調波のパルス幅計測実験がずれこんでいる．
一方，アト秒ストリークカメラの開発，及び，プラズマX線レーザーのパルス幅計測はすでに実験が終了し，その成果を論文や国際会議における招待講演で発表している．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はJKARENレーザーを用いた相対論的レーザープラズマからの高次高調波の特性を評価することを中心に行う．また，開発した装置がアト秒ストリークとしての性能を有することを定量的に示すため，X線パラメトリック増幅されたアト秒高次高調波(200アト秒パルス）を用いたパルス幅計測も行う計画である．
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| Causes of Carryover |
原子力機構関西研でのJKARENレーザーの立ち上げ作業が遅れており，今年度購入する予定であった物品の一部を次年度に購入することにしたため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
昨年度購入予定していた光学物品を7月を目処に購入する計画である．
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