フェムト秒パルスレーザー駆動X線管による硬X線発生

Hard-X-ray generation in a femtosecond-laser-driven X-ray diode

山田 秀尚; 村上 洋; 島田 幸洋

Yamada, Hidetaka; Murakami, Hiroshi; Shimada, Yukihiro

原子の空間スケールで超高速反応ダイナミクスを捉える時間分解X線分光システムのための、フェムト秒パルスレーザーを用いたパルス硬X線源についての研究報告である。フェムト秒パルスレーザー駆動X線管による硬X線源としては、これまでにドイツのEgbertらのグループにより、近赤外光フェムト秒パルスをX線管金属カソードに集光照射し、多光子吸収過程あるいはプラズマ発生過程で生成する電子パルスを利用して硬X線パルスを発生させた研究が報告されている。彼らはX線の時間平均強度を、X線管の平均電流値や電離線量率計によって測定している。われわれは、近赤外光フェムト秒パルスを用いた同様の機構でパルス硬X線発生を行い、X線フォトダイオードを用いてX線のパルス強度測定を実施した。その結果、プラズマ発生が起こるようなレーザー照射強度領域では、レーザー照射強度を増加させるとX線パルス発生の頻度は増加するが発生するX線パルス強度は一定であることがわかった。このことは、EgbertらのX線計測手法ではわかっていなかった点であり、高強度の硬X線パルスが得られるようなレーザープラズマ領域でレーザー駆動X線管を利用するうえでの重要な新知見である。また、今回われわれは、照射レーザーを紫外光フェムト秒パルスとした場合にも、同様に、レーザープラズマ領域で硬X線パルスが得られることを初めて示した。

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