キャピラリー放電励起軟X線レーザーの短波長化

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09450036
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 堀岡 一彦 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (10126328)
• 研究分担者: 中島 充夫 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (30198098) ; 青木 尊之 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助教授 (00184036)
• キーワード: プラズマ / レーザー / 軟X線 / Zピンチ / キャピラリー放電 / パルスパワー / プラズマ分光 / 短波長光源

研究概要

本研究は、高速パルスパワー電源を使用して高エネルギー密度プラズマを形成し、キャピラリー放電型軟X線レーザーの短波長化、高効率化、大出力化の可能性を検討することを目的としている。
研究は2年計画であるが、本年度は主としてキャピラリー放電プラズマの軟X線分光計測の準備とプラズマ・ダイナミクスの理解とに主眼を置いた。
高エネルギー密度プラズマからの極端紫外から軟X線領域の発光を計測するため斜入射の軟X線分光器を製作し、波長分解能や波長校正法を確立した。分光器には平面結像型の回折格子を用い、時間分解能はMCP(マイクロチャネル・プレート)に高速のゲート・パルスを印加することにより得た。ネオンガスを媒質とするホローカソード・ランプを用いて波長分解能を評価した結果、製作した分光器は46nm付近で0.2nm以下の分解能を持つことがわかった。また、ヘリウムガスをキャピラリー内でスパーク放電させる方式で分光器をその場(In-Situ)較正する方法を確立した。
製作した分光器を用いてキャピラリー放電・プラズマを分光計測した結果、ネオン様アルゴンのレーザー線を確認した。一方、斜入射光学系の空間分解能に問題があるため定量的な評価が難しいことも明らかになった。放電プラズマの再現性は非常に良く、また製作した分光器は十分な波長分解能を持っている。従って、分光器の光学系に起因する空間分解能とゲート・パルス幅で決まる時間分解能を改善する事により、放電型軟X線レーザーの短波長化スケーリング則を得ることがでると予測される。

研究成果

• [文献書誌] Kazuhiko HORIOKA, et.al.,: "High Desnsity Plasmoid Acceleration by Phased Implosion of Capillary Z-pinch and Its Application to Hyper-Velocity Projectile Acceleration" Proc.4th Int.Conf.Dense Z-pinches,Vancouver,. B2-O5,. 311-314 (1997)
• [文献書誌] Kazuhiko HORIOKA, et.al.,: "Ion Beam Driven Shock Device using Accelerated High Density Plasmoid by Phased Z-pinch" Proc.1997 Topical Conf.Shock Compression of Condensed Matter,. (1997)
• [文献書誌] Kazuhiko HORIOKA, et.al.,: "High Density Plasmoid Acceleration by Phased Implosion of Capillary Z-pinch" NIFS Proc-36,. 36. 11-18 (1997)
• [文献書誌] Tomonao HOSOKAI, et.al.,: "Operation of Capillary Z-discharge Pumped Soft-X-ray Laser at Shorter Wavelength Region" SPIE Conf.Proc.3156. 187-192 (1997)
• [文献書誌] 堀岡一彦、他: "高速Zピンチ型軟X線レーザー" プラズマ・核融合学会第14回講演予稿集. 18aB3. 345-345 (1997)