極薄膜ターゲットを用いた高輝度軟X線源の開発

Development of intense X-ray sources using ultra-thin foil targets

加道 雅孝; 石野 雅彦; 岸本 牧

Kado, Masataka; Ishino, Masahiko; Kishimoto, Maki

レーザープラズマX線源を用いた軟X線顕微鏡は、水溶液中の生きたままの細胞を観察できるという特徴を持ち、細胞の放射線影響や機能の解明に役立つことが期待されている。しかし、その実現のためには水溶液中の細胞を瞬時に撮像することが必要で、これまでにない高輝度X線源が必要となる。われわれは、厚さ数10ナノメートルから数100ナノメートルの金の極薄膜ターゲットにOPCPAシステムを用いた高コントラストレーザーパルスを照射することによりこれまでにない高輝度軟X線源の開発に成功した。発生した軟X線を軟X線プラズマカメラと軟X線分光器で計測した結果、400nmの極薄膜ターゲットにおいて従来の一桁以上の高輝度化に成功したことがわかった。また、厚さ20nmという超極薄膜では、ターゲット裏面からの強いX線発光が見られることがわかった。

Soft X-ray microscope with laser plasma X-ray sources has a potential to observe live biological cells in wet environment and it is expected to be used for investigation of radiation effect and cell functions. However in order to realize it high intense X-ray sources to achieve flash X-ray imaging are needed. We have developed high intense X-ray sources with ultra-thin foil gold targets irradiating high contrast laser pulses with OPCPA system. Generated X-rays were observed with a soft X-ray plasma camera and a soft X-ray spectrometer and we found that the X-ray intensity was one order higher than previous results at the thickness of 400 nm. We also observed strong X-ray emissions from rear side of the targets with thickness of 20 nm.