研究課題
基盤研究(B)
レーザープラズマX線(LPX)によるX線ホログラフィを目的に研究を始めたが、X線強度不足という問題に直面した。そこで、生体・医療などの分野での需要が大きいX線イメージングへの活用を目指し、時間分解能10psのレーザー固体アブレーション過程撮影を図って吸収像を取得した結果、金属サンプルでは〜10ショットで、生体サンプルでは〜100ショットで充分なコントラストを得られることがわかった。従って、シングルショット撮影には現状の10倍〜100倍のX線強度に増強する必要があることが判明した。そこで、X線発生量に大きく寄与しているプラズマ分布の分析を行ったところ、現状ではプラズマ広がりが大きく、これを小さくすることでX線強度10倍以上を実現できると結論づけられた。しかし、コントラスト比向上実験を行ったが、実際にX線発生への応用にまでは到らなかった。シミュレーションにより、レーザーのプリパルス(ASE)強度を10^<11>W/cm^2程度に抑えれば、X線量は10倍以上になるという結果を得た。また実験で発生X線の光子数を計測し最大値4.4×10^9[photons/shot/4πsr]を得た。プラズマの広がりを制御するために金属蒸着ターゲットを使用したところ、今のところ光子数に変化は見られないが、レーザーのパワーの増強にX線量の増大の傾向が見られる。レーザーのコントラストは約1桁向上している(ASE強度〜10^<12>W/cm^2)。また、半導体の相転移、ガスジェット中のメインパルスの相対論的自己収束、薄膜を利用したコントラストの向上策を継続中である。プリパルス制御(抑制)によりX線量が十数倍になり、また予定されているレーザー増設によりX線量の増大が見込まれる。
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