Intensity correlation measurement system by picosecond single shot soft X-ray laser

ピコ秒シングルショット軟X線レーザーを用いた強度相関計測システム

岸本 牧; 並河 一道*; 助川 剛太*; 山谷 寛*; 長谷川 登; 田中 桃子

Kishimoto, Maki; Namikawa, Kazumichi*; Sukegawa, Kota*; Yamatani, Hiroshi*; Hasegawa, Noboru; Tanaka, Momoko

シングルショット高輝度プラズマX線レーザーを用いた全く新しい軟X線スペックル強度相関分光システムを開発した。プラズマX線レーザーは、数ピコ秒パルス幅,90%以上の空間コヒーレンス、そして1パルス辺り10個のフォトン数を持つ優れた光源である。われわれは軟X線ビームスプリッターを用いたマイケルソン型遅延パルス生成器を開発し、ピコ秒の遅延時間を持つコヒーレントダブル軟X線パルスの生成に成功した。さらに物質からのスペックル信号をピコ秒時間スケールで計測するために高速軟X線ストリークカメラを用いた。開発した分光システムの性能を検証するため、誘電体物質であるチタン酸バリウムのキュリー温度近傍で生じる分極クラスターの緩和現象観測に本システムを用い、有効性を確認した。

We developed a new soft X-ray speckle intensity correlation spectroscopy system by use of a single shot high brilliant plasma soft X-ray laser. The plasma soft X-ray laser is characterized by several picoseconds in pulse width, more than 90% special coherence, and 10 soft X-ray photons within a single pulse. We developed a Michelson type delay pulse generator using a soft X-ray beam splitter to measure the intensity correlation of X-ray speckles from materials and succeeded in generating double coherent X-ray pulses with picosecond delay times. Moreover, we employed a high-speed soft X-ray streak camera for the picosecond time-resolved measurement of X-ray speckles. We performed the X-ray speckle intensity correlation measurements for probing the relaxation phenomena of polarizations in polarization clusters in the paraelectric phase of the ferroelectric material BaTiO near its Curie temperature and verified its performance.