Intense ultrashort pulse generation using the JAERI far-infrared free-electron laser

原研遠赤外自由電子レーザーにおける高強度短パルスの発生

永井 良治; 羽島 良一; 西森 信行; 菊澤 信宏 ; 沢村 勝; 峰原 英介

Nagai, Ryoji; Hajima, Ryoichi; Nishimori, Nobuyuki; Kikuzawa, Nobuhiro; Sawamura, Masaru; Minehara, Eisuke

原研遠赤外自由電子レーザーにおいて高強度極短パルスを発生した。光共振器長を電子バンチ繰り返しと完全に同期した時に最も短く強度の強いパルスを得ることができ波長22.5ミクロンでパルス幅は250fsであった。これは光のサイクルの約3.7周期に相当し、数値計算の結果とよく一致している。FELパルスのエネルギーは100Jに達した。2次のオートコリレーションによるパルス幅の計測には厚さ2mmのTe結晶を用いた。光共振器長と電子バンチ繰り返しの同期をずらしていくとサブパルスが現れてくるが、このサブパルスの現れ方も計算結果とよく一致していた。

An intense ultrashort pulse is generated at the perfect synchronism of optical-resonator length in the JAERI far-infrared free-electron laser. At wavelength of 22.5 m, second-order optical autocorrelation measurements show that the FEL pulse duration is 250 fs and less than four optical cycles which is consistent with numerical calculation result. The pulse energy ranges up to 100 J. The second-hermonic generation in a 2 mm thickness Te crystal is used to provide the nonlinear autocorrelation signal. In the various desynchronism of optical-resonator length, the way of appearing of the sub-pulse corresponded to the calculation result well, too.