Construction of a magnetic bottle spectrometer and its application to pulse duration measurement of X-ray laser using a pump-probe method

磁気ボトル型電子分光器の製作とポンププローブ方式を用いたX線レーザーパルス幅計測への応用

難波 愼一*; 長谷川 登; 岸本 牧; 錦野 将元; 石野 雅彦; 河内 哲哉

Namba, Shinichi*; Hasegawa, Noboru; Kishimoto, Maki; Nishikino, Masaharu; Ishino, Masahiko; Kawachi, Tetsuya

ポンプ・プローブ手法を用いた高強度短パルスX線の時間幅の計測を行うため、磁気ボトル型電子分光器を製作した。開発した装置の性能を実験的に調べるために軟X線レーザーをXe原子に照射する実験を行った。Xe内殻電子の光電離及びオージェ電子に起因するスペクトルの時間変化からX線レーザーのパルス幅を決定した。ポンプ・プローブ実験によって得られた5.7psという時間幅は、X線ストリークカメラで得られている計測結果とよく一致した。

To characterize the temporal evolution of ultrashort X-ray pulses emitted by laser plasmas using a pump-probe method, a magnetic bottle time-of-flight electron spectrometer is constructed. The design is determined by numerical calculations of a mirror magnetic field and of the electron trajectory in a flight tube. The performance of the spectrometer is characterized by measuring the electron spectra of xenon atoms irradiated with a laser-driven plasma X-ray pulse. In addition, as a preliminary experiment, two-color above-threshold ionization (ATI) is conducted, in which xenon atoms are simultaneously irradiated with an X-ray laser pump and an IR laser probe. The correlation in the intensity of the Auger sideband spectra and in the time delay of the two laser pulses yields an X-ray pulse width of 5.7 ps, in good agreement with the value obtained using an X-ray streak camera.