Soft X-ray generation by the light reflection from the relativistic mirror in plasma

プラズマ中に生成した光速飛翔鏡からの光反射による軟X線発生

Pirozhkov, A. S.; Bulanov, S. V.; 大道 博行; 大東 出; Esirkepov, T. Z.; 神門 正城; 加藤 義章 ; 木村 豊秋; Koga, J. K.; 小瀧 秀行; Ma, J.-L.; 森 道昭; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 田島 俊樹; 福田 祐仁; 林 由紀雄; 本間 隆之; Chen, L.-M.

Pirozhkov, A. S.; Bulanov, S. V.; Daido, Hiroyuki; Daito, Izuru; Esirkepov, T. Z.; Kando, Masaki; Kato, Yoshiaki; Kimura, Toyoaki; Koga, J. K.; Kotaki, Hideyuki; Ma, J.-L.; Mori, Michiaki; Ogura, Koichi; Sagisaka, Akito; Tajima, Toshiki; Fukuda, Yuji; Hayashi, Yukio; Homma, Takayuki; Chen, L.-M.

相対論的速度で動く鏡(光速飛翔鏡)による電磁波の反射に伴う周波数青方遷移により、コヒーレントで短波長の光を発生させることができる。われわれは、非線形プラズマ波からのレーザー光の反射による新たな軟X線源に関する実験的・理論的研究の結果を報告する。実験では、電子密度=cmのヘリウムガスプラズマ中に、Ti:Sレーザー光(2TW, 76fs)を集光し、波破壊された航跡場(光速飛翔鏡)を生成させた。光速飛翔鏡によって反射された光は、斜入射分光器を用いて検出した。観測された反射光の波長は、14.3nmであり、周波数青方遷移ファクター=56と求まった。この新しい光源は、波長とパルス幅可変のコヒーレント極短パルスX線源としての可能性、さらに、これまでにない極めて大きな集光強度をもたらす可能性を秘めている。講演では、この新しい光源を効果的に応用研究に用いるために必要なX線光学素子についても議論する。

Electromagnetic wave frequency upshifting upon the reflection from a mirror moving with relativistic velocity can be used for the generation of coherent high-frequency radiation. We present the results of experimental and theoretical study of the novel soft X-ray source based on the reflection of a laser pulse from a nonlinear plasma wave (relativistic flying mirror). In the experiment, the breaking wake wave is created by a Ti:S laser pulse (2 TW, 76 fs) in helium plasma with the electron density of cm. The reflection of a second laser pulse is measured with a grazing-incidence spectrograph. The measured wavelength of reflected radiation is 14.3 nm, which corresponds to the frequency upshifting factor of 56. The new source promises the generation of coherent ultrashort X-ray pulses with tunable wavelength and duration. In the presentation we also discuss requirements to X-ray optical elements for effective use of the new radiation source.