周波数分解光ゲート法を用いたXFELシングルショット時間分解計測

• 研究課題/領域番号: 23K04624
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分30020:光工学および光量子科学関連
• 研究機関: 公益財団法人高輝度光科学研究センター
• 研究代表者: 富樫 格 公益財団法人高輝度光科学研究センター, XFEL利用研究推進室, 主幹研究員 (60415239)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2026年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2025年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 時間分解計測 / X線自由電子レーザー / 周波数分解光ゲート法

研究開始時の研究の概要

本研究では、周波数分解光ゲート法(FROG)を応用し、X線自由電子レーザー(XFEL)パルス波形と相互作用する物質の時間変化をシングルショットで同時計測する手法を開発する。FROGは、遅延時間と周波数を変数とする2次元トレースから入力光パルスと光ゲート関数の振幅と位相を求める方法で、XFELパルス波形と、試料の時間応答関数を独立に算出できる。試料の時間応答関数は、レーザー照射による試料の光学定数変化を意味し、試料を構成する原子・電子のダイナミクスを反映したものとなる。プローブ光の空間プロファイルに光学遅延情報を書き込む空間エンコーディングを取り入れることでシングルショット計測が可能となる。