ピコ秒・高コヒーレントX線レーザーを用いたX線スペックル時間相関計測

Soft X-ray speckle time-correlation measurement using ps, high coherent X-ray laser

岸本 牧

Kishimoto, Maki

不規則な構造を持つ物質が空間コヒーレンスの高いX線で照射される時、散乱X線の強度分布にはスペックルと呼ばれる複雑な干渉模様が現れる。この干渉模様は物質の空間的な構造の相関を反映している。そしてさらに物質の構造が時間的に揺らいでいる場合、スペックルの干渉模様も時間的に揺らぎ、干渉模様の各点の強度相関は物質の揺らぎの緩和時間を反映する。このスペックル強度の時間相関からその物質系に固有な揺らぎのスペクトルを求める手法がスペックル時間相関計測法である。日本原子力研究開発機構光量子ビーム利用研究ユニットX線レーザー利用研究グループで研究開発しているX線レーザーは、ピコ秒という短いパルス幅と一個のパルスで十分な信号比が得られるだけの光子を含むという優れた特徴を持っており、これを光源として使えば数十ピコ秒程度までの物質の高速な揺らぎを数ピコ秒の時間分解能で調べることが可能となる。そこで強誘電体としてよく知られているBaTiOのX線スペックルを精密に計測し、相転移温度付近の常誘電相に短い時間スケールで揺らぐ分極クラスターのクラスターサイズや分極クラスター間の距離,分極の大きさといった相転移の空間的振る舞いを明らかにする。また二つのX線レーザーパルスをある時間間隔をもって照射しそのX線スペックル信号の時間相関を解析することによって、空間的振る舞いと相補的な揺らぎのスペクトルに関するきわめて短い時間相関を調べることのできる新しい時間相関計測手法の確立を目指す。

no abstracts in English