Ｘ線領域におけるフェムト秒光学遅延と自己相関器の研究開発

• 研究課題/領域番号: 23360038
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用光学・量子光工学
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 玉作 賢治 独立行政法人理化学研究所, 放射光科学総合研究センター, 専任研究員 (30300883)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 20,670千円 (直接経費: 15,900千円、間接経費: 4,770千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2011年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
• キーワード: X線自由電子レーザー / 非線形光学 / 内殻２重イオン化 / ２光子吸収 / パルス幅測定 / X線 / Ｘ線 / Ｘ線自由電子レーザー / 2光子吸収

研究概要

Ｘ線自由電子レーザーからのフェムト秒パルスの時間幅を決定するために自己相関器の研究を行った。自己相関器に必要な2光子過程として、内殻2重イオン化をクリプトンで、また、2光子吸収をゲルマニウムで、それぞれ観測することに成功した。内殻2重イオン化で得られた蛍光Ｘ線スペクトルを解析し、パルス幅を2.5 fsと見積もった。また、ゲルマニウムのK殻での2光子吸収が、L殻での1光子吸収と競合していることを発見した。この競合過程を取り入れて解析することで、2光子吸収のパルスエネルギー依存性を再現し、2光子吸収断面積の見積りに成功した。このために自己相関器で利用するためには、強度に上限があることが判明した。

研究成果

• [雑誌論文] X-ray two-photon absorption competing against single and sequential multiphoton processes (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Tamasaku, E. Shigemasa, Y. Inubushi, T. Katayama, K. Sawada, H. Yumoto, H. Ohashi, H. Mimura, M. Yabashi, K. Yamauchi and T. Ishikawa
  • 雑誌名: Nature Photonics 巻: 8 号: 4 ページ: 313-313
  • DOI: 10.1038/nphoton.2014.10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Double Core-Hole Creation by Sequential Attosecond Photoionization (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Tamasaku, M.Nagasono, H.lwayama, E.Shigemasa, Y.Inubushi, T.Tanaka, K.Tono, T.Togashi, T.Sato, T.Katayama, T.Kameshima, T.Hatsui, M.Yabashi, T.Ishikawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 111 号: 4 ページ: 43001-43001
  • DOI: 10.1103/physrevlett.111.043001
  • 査読あり
• [学会発表] Experimental requirements for XFEL frozm X-ray nonlinear optics (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenji Tamasaku
  • 学会等名: Workshop on Advanced X-ray FEL Development
  • 発表場所: DESY, Germany
  • 年月日: 2014-05-21
• [学会発表] 結晶によるX線回折と分光器 (2014)
  • 著者名/発表者名: 玉作賢治
  • 学会等名: 第27回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 広島国際会議場,広島
  • 年月日: 2014-01-12
• [学会発表] Nonlinear response induced by focused X-ray laser (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenji Tamasaku
  • 学会等名: The 12^<th> Symposium on X-ray Imaging Optics
  • 発表場所: 大阪大学中之島センター,大阪
  • 年月日: 2013-11-19
• [学会発表] Nonlinear Optics in the Hard X-ray Region (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenji Tamasaku
  • 学会等名: CLEO-PR&OECC/PS2013
  • 発表場所: 国立京都国際会館,京都
  • 年月日: 2013-06-30
• [学会発表] X-ray nonlinear optics at SPring-8&SACLA (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenji Tamasaku
  • 学会等名: Ringberg meeting on FELs
  • 発表場所: Schloss Ringberg, Germany
  • 年月日: 2013-02-17
• [学会発表] 非線形応答が支配するXFEL利用研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 玉作賢治
  • 学会等名: 第26回日本放射光学会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2013-01-13
• [学会発表] 非線形応答が支配するXFEL利用研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 玉作賢治
  • 学会等名: 第２６回日本放射光学会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 招待講演
• [学会発表] X-ray nonlinear optics at SPring-8 & SACLA (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenji Tamasaku
  • 学会等名: Ringberg meeting on FELs
  • 発表場所: Ringberg Castle, Bavaria, Germany
  • 招待講演
• [学会発表] 非線形光学現象 (2012)
  • 著者名/発表者名: 玉作賢治
  • 学会等名: 放射光将来光源利用サイエンス若手シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2012-08-18
• [学会発表] Ｘ線非線形光学現象 (2012)
  • 著者名/発表者名: 玉作賢治
  • 学会等名: 放射光将来光源利用サイエンス若手シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学
  • 招待講演
• [学会発表] Nonlinear response induced by focused X-ray laser
  • 著者名/発表者名: Kenji Tamasaku
  • 学会等名: The 12th Symposium on X-ray Imaging Optics
  • 発表場所: 大阪大学中之島センター、大阪府
  • 招待講演
• [学会発表] Nonlinear Optics in the Hard X-ray Region
  • 著者名/発表者名: Kenji Tamasaku
  • 学会等名: CLEO-PR&OECC/PS2013
  • 発表場所: 国立京都国際会館、京都府
  • 招待講演
• [学会発表] 結晶によるX線回折と分光器
  • 著者名/発表者名: 玉作賢治
  • 学会等名: 第27回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 広島国際会議場、広島県
  • 招待講演
• [備考] ①X線の2光子吸収の観測に成功-数百ゼプト秒の間にほぼ同時に原子を2度打ち- ホームページ等
  • URL: http://www.riken.jp/pr/press/2014/20140217_1/
• [備考] ②X線を2回当てて「中空原子」の生成に世界で初めて成功-量子だるま落としで2段抜き- ホームページ等
  • URL: http://www.riken.jp/pr/press/2013/20130723_2/
• [備考] X線を2回当てて「中空原子」の生成に世界で初めて成功 －量子だるま落としで2段抜き－
  • URL: http://www.riken.jp/pr/press/2013/20130723_2/
• [備考] X線の2光子吸収の観測に成功 －数百ゼプト秒の間にほぼ同時に原子を2度打ち－
  • URL: http://www.riken.jp/pr/press/2014/20140217_1/