Direct measurement of the temporal profile of the amplification gain of the transient collisional excitation neonlike manganese X-ray laser medium

過渡利得方式ネオン様マンガンX線レーザー媒質の増幅率の時間分解計測について

長谷川 登; 河内 哲哉; 佐々木 明; 岸本 牧; 助川 鋼太; 田中 桃子; Tai, R. Z.*; 越智 義浩; 錦野 将元; 永島 圭介; 加藤 義章 

Hasegawa, Noboru; Kawachi, Tetsuya; Sasaki, Akira; Kishimoto, Maki; Sukegawa, Kota; Tanaka, Momoko; Tai, R. Z.*; Ochi, Yoshihiro; Nishikino, Masaharu; Nagashima, Keisuke; Kato, Yoshiaki

固体をターゲットとするプラズマX線レーザーは短波長でのレーザー発振が得られるため、その増幅媒質の詳細情報が求められている。しかし、X線レーザーの増幅媒質の時間分解計測は、受動的な分光方法では不可能であり、かつ媒質自身が高電子密度プラズマであるため、可視領域のレーザーを用いた能動分光法も適応不可能であった。今回われわれは、チタンサファイアレーザーの第29次高調波(波長26.9ナノメートル)をプローブ光として用いることにより、過渡利得方式ネオン様マンガンX線レーザー媒質(増幅波長26.9ナノメートル)の増幅率の時間分解計測に成功した。得られた増幅率の立ち上がり時間及び持続時間は、それぞれ23ピコ秒,27ピコ秒であった。これらの結果は、流体シミュレーションと原子過程シミュレーションを組合せた理論計算結果と良い一致が得られた。

We firstly demonstrated the measurement of temporal profile of the amplification gain of the transient collisional excitation (TCE) X-ray laser with the solid target by use of X-ray diagnostic beam injection technique. In this experiment, higher-order harmonic light at a wavelength of 26.9 nm was injected into the neon-like manganese plasma as X-ray laser medium, and the amplified signal was observed. The obtained buildup time of the amplification gain was 23 ps measured from the time of the main pumping laser pulse, and the lifetime of the amplification gain was 27 ps. This result was in good agreement with the theoretical simulation by using an atomic kinetics code.