Development of the X-ray interferometer and the method of spatial and temporal synchronization of XRL and optical pulse

X線干渉計及び、X線レーザーと可視レーザーの時間空間アライメント手法の開発

長谷川 登; 越智 義浩; 河内 哲哉; 寺川 康太*; 富田 卓朗*; 山本 稔; 錦野 将元; 大場 俊幸; 海堀 岳史; 今園 孝志; 佐々木 明; 岸本 牧; 石野 雅彦; 加道 雅孝; 田中 桃子; 中里 智治*; 猿倉 信彦*; 末元 徹*

Hasegawa, Noboru; Ochi, Yoshihiro; Kawachi, Tetsuya; Terakawa, Kota*; Tomita, Takuro*; Yamamoto, Minoru; Nishikino, Masaharu; Oba, Toshiyuki; Kaihori, Takeshi; Imazono, Takashi; Sasaki, Akira; Kishimoto, Maki; Ishino, Masahiko; Kado, Masataka; Tanaka, Momoko; Nakazato, Tomoharu*; Sarukura, Nobuhiko*; Suemoto, Toru*

レーザー照射によるプリアブレーション過程の解明は、非熱的加工及び微細加工等の応用に対して重要である。われわれが開発したプラズマ軟X線レーザーは物質表面の微細構造の観測に適した短い波長(13.9nm)とダイナミクスの観測に適した短いパルス幅(7ps)を有する。本研究では、ナノスケールのダイナミクスを観測するために、軟X線レーザーを用いた干渉計の開発を行うとともに、軟X線レーザーと他のレーザーとの空間及び時間同期に関する研究を行った。ダブルロイズ反射鏡を用いることにより、深さ方向1nmの分解能を持つ干渉計の開発に成功した。空間同期に関しては、軟X線に感度を有するシンチレーターを用いることにより、50micron以下の精度でのアライメントを実現した。また時間同期に関しては、薄膜ターゲットを利用したプラズマゲートによるX線レーザーと他のレーザーとの時間同期に関する基礎実験を行ったので、これを報告する。

The understanding of the dynamics of the initial process is important for the micro processing and welding by the ultra-short laser pulse. The X-ray laser is suitable for probing this initial process because it has short wavelength (Ni-like Ag, 13.9 nm) and short duration (7 ps). For this investigation, the origin of time of the pumping pulse is quite important. In this study, we used the scintillation plate and the plasma gate technique to realize the spatial and temporal synchronization of the pump and probe pulses. For the spatial alignment, a CsI scintillation plate that was set at the sample position was illuminated by both the X-ray laser pulse, and the fluorescence light were detected by the CCD camera. For the temporal synchronization, we set a thin foil at the sample position. We measured the transmission of the X-ray laser while changing a temporal delay of the pumping laser with respect to the time of X-ray laser pulse to obtain the origin of the irradiation time.