Stabilization of a high-order harmonic generation seeded extreme ultraviolet free electron laser by time-synchronization control with electro-optic sampling

EOタイミング制御によるシード型自由電子レーザーの安定化

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

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

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(波長61.2nm)のシードFEL光の発生に成功した。しかしながら、外部からのコヒーレント光をシード光として用いる場合、電子バンチとシード光のタイミングドリフトにより、シードFEL光の出力ゆらぎが大きくなり、発生頻度も減少する問題がある。この問題点を解決するために、電気光学(Electro-Optic: EO)効果を利用したタイミングモニターを開発し、FEL装置の診断セクションに導入した。これにより、シードFEL光(波長61.2nm)の発生頻度が約0.3%から約25%に向上し、最大出力20Jが得られた。また、検討中の水の窓領域でのシードFELについても報告する。

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