Development of frequency-resolved optical gating for measurement of correlation between time and frequency of chirped FEL

時間・周波数領域がチャープされたFEL測定のための周波数分解光ゲートの開発

飯島 北斗; 羽島 良一; 峰原 英介; 永井 良治; 西森 信行

Iijima, Hokuto; Hajima, Ryoichi; Minehara, Eisuke; Nagai, Ryoji; Nishimori, Nobuyuki

チャープされた中赤外領域のFELは分子内振動再分配を起こさずに多原子分子の解離を行うのに有用である。われわれのグループはこれまでにエネルギー回収型線形加速器を用いて高出力の中赤外FEL発振の研究を行ってきた。この際、電子パルスが長いことを利用してチャープされたFELの発振に成功している。これまでフリンジ分解SHG自己相関による測定で中心波長23m,パルス幅320fsのパルスに対して=14%であることを測定した。しかしながら、パルス内における周波数変化を直接測定できていない。そこでパルス内の時間・周波数相関を測定するために周波数分解光ゲート(FROG)を構築することとした。FROGは自己相関を測定する部分に加えて、周波数情報を得るための波長計測部からなる。自己相関を測定する部分では、倍波を発生させるため、基本波の強度,偏向方向のパラメータを押さえることが必要になる。そのため、基本波の強度,周波数分布,偏向方向を測定した。

A femtosecond infrared-chirped FEL is an effective way of dissociating molecules without the intramolecular vibrational redistribution. At Japan Atomic Energy Agency (JAEA), an energy recovery linac (ERL) has been investigated to provide a high power FEL at far-infrared region. Normally the long-pulse electron beam is operated by the ERL; therefore the high-power chirped pulse can be generated. Until now, the distribution of frequency in the FEL pulse was measured to be = 14% with the wavelength of 23 m and the pulse width of 320 fs at FWHM via FR-SHG autocorrelator. However the variation of frequency during the pulse was not measured. In order to measure the correlation between time and frequency in the chirped pulse directly, we have started to construct an FEL transport system and the frequency-resolved optical gating. Now we are measuring basic parameters of the chirped pulse (beam size, power and so on) in the experimental room.