Analysis of gain generation of the TCE X-ray laser through temporal duration

時間幅計測による過渡衝突励起方式におけるX線レーザー利得発生の解析

越智 義浩; 河内 哲哉; 佐々木 明; 永島 圭介; 長谷川 登; 田中 桃子; 岸本 牧; 錦野 将元; 加藤 義章 

Ochi, Yoshihiro; Kawachi, Tetsuya; Sasaki, Akira; Nagashima, Keisuke; Hasegawa, Noboru; Tanaka, Momoko; Kishimoto, Maki; Nishikino, Masaharu; Kato, Yoshiaki

波長1053nmのCPAガラスレーザーシステムを用いて、過渡励起方式(TCE)X線レーザーの研究を行っている。今回、原子番号の異なる銀(47),パラジウム(46),モリブデン(42)をターゲット物質として用い、その時間幅を斜入射分光器とX線ストリークカメラを組合せ時間・波長分解計測を行った。得られた時間幅は銀,パラジウム,モリブデンに対してそれぞれ9.3ps, 6.2ps, 3.9psであり、ターゲット物質の原子番号の減少とともに短くなることが明らかになった。この実験結果と流体コード、及び原子コードによるシミュレーションの比較により、プラズマ媒質中での利得発生機構についての解析を行いその結果について発表する。

We have measured the temporal duration of the TCE X-ray laser (XRL) with Ni-like silver (Ag; Z = 47), palladium (Pd; Z = 46), and molybdenum (Mo; Z = 42). The pumping pulse was derived from Nd:glass laser system with the chirped pulse amplification at the wavelength of 1053 nm. The duration of the main pulse and prepulse were set to be 4.8 ps and 400 ps respectively. The pulse separation between the pulses was typically 500 ps. A quasi-traveling wave pumping using 6-step mirror was adopted in the focusing system. The X-ray laser outputs were measured by use of an X-ray streak camera coupled with a flat field spectrometer. The observed durations were 9.3 ps, 6.2 ps, and 3.9 ps for Ag, Pd, and Mo XRLs respectively, resulting in the longer duration for the higher atomic number material. We will discuss the gain generation in the plasma medium with the help of numerical simulation and atomic code.