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Full-coherent free electron laser seeded by 13th- and 15th-order harmonics of near-infrared femtosecond laser pulses

シード型自由電子レーザーの開発

佐藤 尭洋*; 岩崎 純史*; 大和田 成起*; 山内 薫*; 高橋 栄治*; 緑川 克美*; 青山 誠; 山川 考一; 富樫 格*; 深見 健司*; 初井 宇記*; 原 徹*; 亀島 敬*; 北村 英雄*; 熊谷 教孝*; 松原 伸一*; 永園 充*; 大橋 治彦*; 大島 隆*; 大竹 雄次*; 新竹 積*; 玉作 賢治*; 田中 均*; 田中 隆次*; 渡川 和晃*; 冨澤 宏光*; 渡部 貴宏*; 矢橋 牧名*; 石川 哲也*

Sato, Takahiro*; Iwasaki, Atsushi*; Owada, Shigeki*; Yamanouchi, Kaoru*; Takahashi, Eiji*; Midorikawa, Katsumi*; Aoyama, Makoto; Yamakawa, Koichi; Togashi, Tadashi*; Fukami, Kenji*; Hatsui, Takaki*; Hara, Toru*; Kameshima, Takashi*; Kitamura, Hideo*; Kumagai, Noritaka*; Matsubara, Shinichi*; Nagasono, Mitsuru*; Ohashi, Haruhiko*; Oshima, Takashi*; Otake, Yuji*; Shintake, Tsumoru*; Tamasaku, Kenji*; Tanaka, Hitoshi*; Tanaka, Takashi*; Togawa, Kazuaki*; Tomizawa, Hiromitsu*; Watanabe, Takahiro*; Yabashi, Makina*; Ishikawa, Tetsuya*

自由電子レーザー(FEL)は、自己増幅自発放射方式を用いているため、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極端紫外領域のシード型FEL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61.7nm)、15次高調波(波長53.4nm)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。また、シードFEL光のコントラスト比についても検討した。この結果について発表する。

By introducing 13th- (61.7 nm) and 15th-order harmonics (53.4 nm) of femtosecond laser pulses at 800 nm into an undulator of SCSS (SPring-8 Compact SASE Source) test accelerator at RIKEN, these harmonic pulses were amplified by a factor of more than 10$$^{2}$$ with a high contrast ratio through the interaction between accelerated electron bunches and the harmonic pulses. From numerical simulations of the amplification processes of high-order harmonic pulses in the undulator, optimum conditions of the electron bunch duration interacting with the high-order harmonic pulses were investigated for generating full-coherent and intense pulses in the extreme ultraviolet wavelength region.

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パーセンタイル:76.7

分野:Optics

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