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

X線干渉計測手法及び時間同期手法の開発

長谷川 登; 山本 稔*; 寺川 康太*; 錦野 将元; 越智 義浩; 南 康夫*; 富田 卓朗*; 河内 哲哉; 末元 徹

Hasegawa, Noboru; Yamamoto, Minoru*; Terakawa, Kota*; Nishikino, Masaharu; Ochi, Yoshihiro; Minami, Yasuo*; Tomita, Takuro*; Kawachi, Tetsuya; Suemoto, Toru

「フェムト秒レーザー照射によるレーザーアブレーション」の初期過程の解明を目指し、「アブレーションしきい値近傍の照射強度領域における表面形状の過渡的な変化」の観測を行っている。固体表面を観測するのに適した波長を持つプラズマ軟X線レーザーをプローブ光源とした干渉計を開発し、これにポンプ光源としてチタンサファイアレーザーを組合せることで、「フェムト秒レーザー照射による金属表面のレーザーアブレーション」のナノメートル級の変位をピコ秒スケールの分解能で観測した。さらにX線レーザーとチタンサファイアレーザーの同期手法を改善し、同期精度を3ピコ秒以下に低減することに成功したので、これを報告する。

We have developed a soft X-ray laser (SXRL) interferometer capable of the single-shot imaging of nano-scaled structure dynamics. The depth and lateral resolutions of the interferometer were about 1 nm and 1.8 micron, respectively. We observed the initial stage (50 ps) of the ablation process of the Pt surface pumped by a 70 fs Ti:Sapphire laser pulse. The expansion speed of the Pt surface (34 nm/50 ps) indicated that the nano-bubble structures were formed in the initial stage of the ablation. In order to observe the detailed dynamics, the precision of temporal synchronization between the pump and probe pulses was improved to be 3 ps by adopting a portion of the SXRL and pump beams as the time fiducials.