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High intense full-coherent radiation of free electron laser seeded by high-order harmonics in extreme-ultraviolet region

高次高調波による極短紫外シード型自由電子レーザー

富樫 格*; 高橋 栄治*; 緑川 克美*; 青山 誠; 山川 考一; 佐藤 尭洋*; 岩崎 純史*; 大和田 成起*; 山内 薫*; 原 徹*; 松原 伸一*; 小川 奏*; 大島 隆*; 岡安 雄一*; 大竹 雄次*; 田中 均*; 田中 隆次*; 冨澤 宏光*; 渡部 貴宏*; 矢橋 牧名*; 石川 哲也*

Togashi, Tadashi*; Takahashi, Eiji*; Midorikawa, Katsumi*; Aoyama, Makoto; Yamakawa, Koichi; Sato, Takahiro*; Iwasaki, Atsushi*; Owada, Shigeki*; Yamanouchi, Kaoru*; Hara, Toru*; Matsubara, Shinichi*; Ogawa, Kanade*; Oshima, Takashi*; Okayasu, Yuichi*; Otake, Yuji*; Tanaka, Hitoshi*; Tanaka, Takatsugu*; Tomizawa, Hiromitsu*; Watanabe, Takahiro*; Yabashi, Makina*; Ishikawa, Tetsuya*

自由電子レーザー(FEL)は、共振器を使用しない自己増幅自発放射(SASE)方式を用いている。この方式では、自然放射光を種光としてレーザー発振・増幅するため、発振したレーザー光のスペクトルや時間波形がスパイク状構造になる欠点がある。この問題点を解決するために、短波長光源である高次高調波をFELにインジェクションし、スペクトルや時間波形にスパイク構造のないフルコヒーレント化された極端紫外領域のシード型自由電子レーザーの研究開発を進めている。高次高調波を発生させるドライブレーザーである高出力フェムト秒・チタンサファイアCPAレーザーシステムは、これまで原子力機構で培ったレーザー技術を設計に活かし、レーザーシステムの構築を行った。そして、このドライブレーザーをXeガス中に集光して得られる13次高調波(波長61.2nm)をシード光としてFELへインジェクションし、極端紫外領域でシード型FEL(波長61.2nm)の発振に世界で初めて成功した。高次高調波のシーディングによりSASE方式特有のスパイク構造がなくなり、スムーズなスペクトルが得られた。

We have demonstrated free-electron laser radiation seeded by high-order harmonics in the extreme-ultraviolet region. Strong enhancement of the radiation intensity by a factor of 104 was observed with timing control of an electro-optical sampling technique.

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