| 研究概要 |
超短パルス高出力レーザーとガスの相互作用により発生する高次高調波を利用して,テーブルトップサイズのフェムト秒コヒーレント軟X線光源の開発を行うことを目的とする.
本年度は,励起用レーザーの改良及び,レーザー伝達の為のチャンバー設計を行い,波長13.5nmの軟X線発生実験を行った.
励起用レーザーにおいては,再生増幅器におけるスペクトル制御を行うことで25フェムト秒の時間幅を持つパルスを発生させ,出力パワー10TWを実現した.
またレーザー経路を真空中において構築し反射光学系のみによるビーム転送を行うことで,光パルスの周波数変調及びビーム品質の低下を抑え,高調波発生部に最大200mJ/pulseのレーザーエネルギーの投入を可能とした.高調波発生における励起光の集光において,レーザーパルスの波面位相を制御する事で集光能力を向上させ,高調波発生効率の改善を行った.
実験結果より最適化条件下(ネオンガス圧9Torr,相互作用長4cm)において,波長13.5nm,ビーム拡がり角0.35mrad,出力エネルギー25nJ/pulse,励起光からの変換効率5x10^<-7>を実現した.
テーブルトップサイズながら発生部における軟X線の瞬間輝度は10^<26> photon/mrad^2 mm^2 secと見積もられ,大型放射光施設の1億倍以上の明るさ持つ.
開発されたコヒーレント軟X線光源(波長13.5nm)の出力エネルギーは高調波発生における世界最高出力であり,瞬間輝度も2003年度現在において世界最高である.
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