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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Observation of free-electron-laser-induced collective spontaneous emission in soft x-ray region

Research Project

Project/Area Number 26286080
Research InstitutionInstitute for Molecular Science

Principal Investigator

繁政 英治  分子科学研究所, 極端紫外光研究施設, 准教授 (90226118)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小杉 信博  分子科学研究所, 光分子科学研究領域, 教授 (20153546)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords短波長自由電子レーザー / 超蛍光 / 極紫外 / 軟X線
Outline of Annual Research Achievements

自由電子レーザー(Free Electron Laser: FEL)の出現により、従来のレーザーでは届かなかった極端紫外光(Extreme Ultraviolet: EUV)領域よりも短波長域における非線形光学過程の研究を行うことが可能になってきた。量子光学効果の一種である超蛍光は、励起状態にある原子が協調して集団で自発放射を起こす過程であり、励起状態の寿命よりも短い時間幅を有するパルス光が放出される現象である。本研究では、世界初となるEUVから軟X線領域での超蛍光の観測を目指し、超蛍光観測用斜入射分光器の新規開発を行った。SPring-8サイトに建設された短波長FEL施設、SACLAのビームタイムを平成28年11月に約1週間獲得できたため、新規開発した斜入射分光器をEUV領域のFELが利用可能なBL1に持ち込んで、EUV-FEL励起によるEUV及び軟X線超蛍光の観測を目指した実験研究を行った。
試料ガスのヘリウムは、パルスバルブを介して光軸方向の長さ2mmのガスセルに導入される。FELの中心波長は、ヘリウムの1s→3p共鳴に相当する53.7nm、及び1s→4p共鳴に相当する52.2nmが選択された。ストリークカメラをOff-axisに設置することにより、超蛍光に特徴的な時間構造の観測を試みた。
ビームライン下流に放射されるEUV蛍光は、パルス状の時間構造を持ち、圧力に依存した遅延時間を有するという超蛍光の特徴に合致した傾向が見られる。一方、ピーク強度の振る舞いは、超蛍光の特徴とは大きく異なっている。その原因の一つの可能性としては、時間分解能が決定的に不足していることが考えられる。今回の実験ではジッターが大きく、波長選別による補正後でも、時間分解能は0.2ns程度であった。ピーク強度や遅延時間の圧力依存性を精度良く測定するために、時間分解能の大幅な向上が望まれる。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (1 results)

All 2017

All Presentation (1 results)

  • [Presentation] 励起ヘリウム原子集団からの極紫外領域における超蛍光の観測2017

    • Author(s)
      岩山洋士、藤瀬光香、J.R. Harries、久間晋、玉作賢治、繁政英治
    • Organizer
      日本物理学会第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • Year and Date
      2017-03-17 – 2017-03-20

URL: 

Published: 2018-01-16  

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