2003 Fiscal Year Annual Research Report
サブフェムト秒・アト秒電子線励起時間分解吸収分光法の基礎研究
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15206109
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Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
吉田 陽一 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (50210729)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
関 修平 大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (30273709)
古澤 孝弘 大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (20251374)
田川 精一 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (80011203)
楊 金峰 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (90362631)
誉田 義英 大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (40209333)
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| Keywords | サブフェムト秒電子線励起時間分解吸収分光 / アト秒電子線励起時間分解吸収分光 / ダブルデッカー電子加速器 / サブフェムト秒電子パルス / アト秒電子パルス |
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| Research Abstract |
ダブルデッカービーム電子線加速器の構築
今年度は、ダブルデッカービーム電子加速器の原理実証とサブフェムト秒・アト秒ビーム発生法の確立に重点を置いて、ダブルビーム発生用レーザー入射系の設計・製作および圧縮調整用ビームモニタリングシステムの整備を行い、1台のレーザーフォトカソードRF電子銃加速器の中に空間的に異なった2つの電子線パルス発生させるシステムの試作および動作試験を行った。
ダブルビーム発生用レーザー入射系の設計
ダブルビーム発生用レーザー入射系では、ダブル光パルス入射法により発生する2つ電子パルスの間の時間ジッターが最小限に抑えられる。安定に電子パルスを発生させるため、全固体Nd:YLFピコ秒レーザーを用いた。レーザーから発生したUV光パルスをハーフミラーにより2つパルスを分け、そのうちの1つのパルスをそのままカソードに照射し、もう一つのパルスは、光遅延光学系を通して前者のパルスの照射位置から1mmに離したカソードに照射した。2つのパルスの時間差は350ps(加速器用の高周波の1周期の時間)に設定した。
磁気パルス圧縮システムの最適化
磁気パルス圧縮システムは、偏向電磁石2台と四極電磁石4台より構成した。サブフェムト秒・アト秒電子ビームを発生するためには、その電磁石を精密に配置し、磁場強度を最適化する必要がある。本研究では、Trace3Dと空間電荷効果を考量したParmela計算コードを用いて、電磁石の配置や磁場強度などパルス圧縮のパラメーターを最適化し、サブフェムト秒・アト秒電子パルスの発生法を検討した。
サンプル中での時間分解能劣化を伴わない吸収分光法システムの基本設計
次年度以降の準備として、サンプル中での時間分解能劣化を防止するため、電子線パルスと光パルスを屈折率に応じて角度をつけてサンプルに入射する斜め入射法を開発した。その際に、磁気パルス圧縮器で電子線パルスの波面を光パルスと同じになるように幾何学的な配置を設定した。これにより、サンプル中での光路長による時間分解能劣化を原理的にはゼロにまですることが可能である。また、光路長も電子ビームの径に応じて大きくとることが可能であり、吸収強度も格段に大きくなることが明らかとなった。
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Research Products
(4 results)
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[Publications] K.Okamoto: "Subpicosecond Pulse Radiolysis Study of Geminate Ion Recombination in Liquid Benzene"Chemical Letters. 32. 834-835 (2003)
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[Publications] M.Yorozu: "Spatial Beam Profiles of Femtosecond X-ray Pulses Generated by Laser Compton Scattering from a Low-emittance Electron Beam"Applied Physics. B76. 293-297 (2003)
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[Publications] T.Nakajyo: "Quantum Efficiencies of Mg Photocathode under Illumination with 3^<rd> and 4^<th> Harmonics Nd:LiYF4 Laser Light in RF Gun"Japanese Journal of Applied Physics. 42. 1470-1474 (2003)
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[Publications] A.Saeki: "Adjacent Effect on Positive Charge Transfer from Radical Cation of n-Dodecane to Scavenger Studied by Picosecond Pulse Radiolysis, Statistical Model, and Monte Carlo Simulation"Journal of Physics and Chemistry A. 108. 1475-1481 (2003)
