Demonstration of a soft-X-ray laser at 13.9 nm with full spatial coherence

波長13.9nmのフルコヒーレント軟X線レーザーの開発

錦野 将元; 田中 桃子; 永島 圭介; 岸本 牧; 加道 雅孝; 河内 哲哉; 助川 鋼太*; 越智 義浩; 長谷川 登; 加藤 義章 

Nishikino, Masaharu; Tanaka, Momoko; Nagashima, Keisuke; Kishimoto, Maki; Kado, Masataka; Kawachi, Tetsuya; Sukegawa, Kota*; Ochi, Yoshihiro; Hasegawa, Noboru; Kato, Yoshiaki

過渡励起方式のX線レーザーは単色性・高輝度・短パルスと優れた特性を持ち、X線顕微鏡やX線干渉計測などの応用研究への利用が期待されている。光量子科学研究センターではX線レーザー(波長13.9nm)の指向性や空間コヒーレンスを向上させるため、ある程度の距離を離して配置した2個のターゲットを用いるダブルターゲット方式により高コヒーレントX線レーザーの発生実験を行った。その結果、従来よりも1桁程度発散角の小さい(ビーム発散角0.2mrad)、非常に指向性の良いX線レーザーを発生させることに成功した。今回、ダブルスリットを用いたyoungの干渉実験により、ダブルターゲット増幅X線レーザーの空間コヒーレンスの計測を行った。X線レーザーの空間コヒーレンス度は、ダブルスリットによって形成される干渉縞の可視度から評価することができ、このX線レーザーの空間コヒーレンス長が、垂直方向・鉛直方向ともにX線レーザーのビーム径よりも長いフルコヒーレントな状態であることを確認した。

We demonstrate a generation of highly coherent X-ray laser at 13.9 nm by oscillator-amplifier configuration with two targets. In the oscillator-amplifier configuration, the seeding X-ray laser beam from the first target is injected into the plasma amplifier at the second target. When the X-ray laser beam is not affected by refraction during propagation in the amplifier, the X-ray laser beam with small divergence and high coherence is generated. The observed X-ray laser beam has 0.2 mrad of the diffraction limited divergence and the full spatial coherence.