| 研究課題/領域番号 |
17H01067
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
高橋 栄治 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 専任研究員 (80360577)
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| 研究分担者 |
豊田 光紀 東京工芸大学, 工学部, 准教授 (40375168)
菊池 伸明 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (80436170)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 量子エレクトロニクス / スピントロニクス / 高次高調波 / コヒーレント軟X線 / アト秒科学 |
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| 研究実績の概要 |
研究計画に従い，一昨年開発した中赤外・超短パルスレーザーシステムを用いて 300 eV を超える軟 X 線域における高次高調波発生研究を行った．水の窓域 (>280 eV) においてパルスあたりナノジュールクラスの高次高調波出力を実現するため，ルーズフォーカス法に適用可能な専用の高調波発生セルの開発を行った．パルスガスジェットと二重のガス密封形状を組み合わせた新型ガスセルは，数気圧の高調波発生媒質密度（ヘリウム）を保持でき，さらにセル外の真空度を0.001 Torr 以下に低減することができる．またセル長は最大 10 cm まで延長可能であり，高調波発生位相整合の吸収限界条件化において効率のよいビーム発生を行うことができる．高調波発生実験では1.5 um パルスを 2 m の集光距離で新型ガスセル内に充填したヘリウムガス（１気圧）に集光し，水の窓域において 3 ナノジュール/パルスを超える高調波出力を実現することに成功した．得られた出力エネルギーは，これまで実現された水の窓高調波光源の中でも最も高いパルスエネルギーを持つ．これらの発生実験より，300 eV 超える光子エネルギー域において高次高調波を高出力化する為の技術が確立された．
さらに得られたナノジュール級水の窓軟 X 線を用いた固体の吸収分光実験にも取り組み，カーボンのK吸収端における1s-pi*, 1s-sigma* のピークの観測を行った．実施した分光計測より我々が開発したナノジュール級水の窓高調波源は吸収分光等のアプリケーションに利用可能であることが示された．さらに上記の実験から，今後実施する円偏光高調波発生実験における最適化パラメーター指針を得ることができた．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
水の窓域 (>280 eV) において高次高調波をナノジュール級に高出力化するための新型セル開発に成功し，本研究の大きな目標であった高調波の高出力化への目処が立ったことから，研究計画通り順調に進展していると考える．
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| 今後の研究の推進方策 |
研究計画に従い，開発した中赤外・超短パルスレーザーシステムを用いた，円偏光高次高調波発生研究に今後取り組む．
当初．逆回り円偏光パルスを非共軸にて集光距離数メートルのレンズでターゲットガスへ集光して円偏光高調波発生を行う予定であったが，これまでの実験から高光子エネルギー域において軟 X ビームを取り出す際に技術的な困難性があることが判明した．その為，共軸タイプの新しい円偏光高調波発生法を検討中である．
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