高強度EUV-FEL光による原子・分子のイオン化過程と高調波シード化FEL

Photoionization of atoms and molecules by intense EUV-FEL pulses and FEL seeded by high-order harmonic of ultrashort laser pulses

岩崎 純史*; 佐藤 尭洋*; 大和田 成起*; 富樫 格*; 高橋 栄治*; 緑川 克美*; 青山 誠; 山川 考一; 神成 文彦*; 柳下 明*; 永園 充*; 矢橋 牧名*; 石川 哲也*; 山内 薫*

Iwasaki, Atsushi*; Sato, Takahiro*; Owada, Shigeki*; Togashi, Tadashi*; Takahashi, Eiji*; Midorikawa, Katsumi*; Aoyama, Makoto; Yamakawa, Koichi; Kannari, Fumihiko*; Yagishita, Akira*; Nagasono, Mitsuru*; Yabashi, Makina*; Ishikawa, Tetsuya*; Yamanouchi, Kaoru*

極端紫外(EUV)域における原子・分子の多光子イオン化などの非線形光学過程の観測は高次高調波を用いて行われてきた。しかし、高次高調波では光強度が低いため、高次の非線形光学過程を観測することが困難であった。近年、高輝度光源であるEUV域の自由電子レーザー(FEL)が登場し、高次の非線形光学過程を観測することが可能になってきた。われわれはEUV域のFELを使用し、Heの2光子イオン化断面積の絶対値を計測するのに成功した。実験ではHeの共鳴遷移である波長58.4nmと、共鳴波長から離れている波長61.4nm, 56.0nmのFEL光を使用して断面積の絶対値を計測した。共鳴波長ではFEL光の集光強度に断面積が依存するが、共鳴波長から離れた領域では集光強度に依存しないことが観測された。実験で使用したFELは自己増幅自発放射のため、波長プロファイルがパルスごとに揺らぐ問題があり、実験精度を低下させている。このため、EUV域の高次高調波をFELにインジェクションし、フルコヒーレント化されたシード型FELの研究開発に取り組み、EUV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。

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