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

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*; et al.

High Power Laser Science and Engineering, 3, p.e14_1 - e14_10, 2015/04

https://doi.org/10.1017/hpl.2015.9

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。

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

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*; et al.

Journal of Physics B; Atomic, Molecular and Optical Physics, 46(16), p.164006_1 - 164006_6, 2013/08

https://doi.org/10.1088/0953-4075/46/16/164006

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。

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

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*; et al.

Proceedings of Ultrafast Optics IX (CD-ROM), 2 Pages, 2013/03

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。

Two-dimensional charge fluctuation in -NaVO

大和田 謙二; 山内 徹*; 藤井 保彦*; 上田 寛*

Physical Review B, 85(13), p.134102_1 - 134102_4, 2012/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.85.134102

-NaVOの金属-絶縁体転移における臨界現象の研究を行った。臨界指数は0.226(3)を示し、また、異方的な散漫散乱分布から系が2次元的であり、かつ、秩序変数が非Ising的であることが明らかになった。非Ising的な秩序変数は系が'-NaVOのように単純な秩序-無秩序相転移ではなく、電荷密度波的であることを示している。つまり、各Vサイトの電荷は離散的(0か1)ではなく連続的(0から1)であり、その並びも変調している。これらの結果は中性子回折やNMR測定結果とも矛盾しない。

Seeding of extreme ultraviolet free electron laser with high-order harmonic

高橋 栄治*; 富樫 格*; 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*; et al.

Proceedings of European Conference on Lasers and Electro-Optics and the 12th European Quantum Electronics Conference (CLEO/Europe-EQEC 2011) (CD-ROM), 1 Pages, 2011/05

http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=5943030

波長61nmのシード型自由電子レーザーの発振に成功した。高強度Ti:SapphireレーザーをXeガスセルに集光して得られる13次高調波(61nm)をアンジュレータに入射することで実現している。極端紫外領域では、世界初のシード型FELである。

Extreme ultraviolet free electron laser seeded with high-order harmonic of Ti:sapphore laser

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*; 沖野 友哉*; 山内 薫*; et al.

Optics Express (Internet), 19(1), p.317 - 324, 2011/01

https://doi.org/10.1364/OE.19.000317

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。

Multi-mode optical fibers for simultaneous 13-position measurements Thomson scattering apparatus in the JFT-2M tokamak

山内 俊彦; 小椋 芳明*; 中沢 一郎*; 的場 徹

JAERI-M 87-196, 19 Pages, 1987/11

JAERI-M-87-196.pdf:0.67MB

トムソン散乱光学系に使われているマルチモードバンドルファイバーに関する諸特性が研究された。

Observation of H-mode by electron cyclotron heating of JFT-2M tokamak preheated by a neutral beam

星野 克道; 山本 巧; 鈴木 紀男; 川島 寿人; 河西 敏; 河上 知秀; 前田 彦祐; 的場 徹; 松田 俊明; 松本 宏; et al.

JAERI-M 87-096, 10 Pages, 1987/07

JAERI-M-87-096.pdf:0.39MB

中性粒子入射により予備加熱されたJFT-2Mトカマクの電子サイクロトロン加熱によりHモードが観測された。電子サイクロトロン共鳴層の位置によりHモードの実現に対するECHの効果が変化する。ECHの効果は、電子サイクロトロン共鳴層がプラズマ周辺付近に有る時が最も顕著である。このことは、Hモードの達成に対して周辺の電子加熱が有効であることを示すものである。

Behaviour of the peripheral electron temperature at the H-transition observed on the JFF-2M tokamaku

星野 克道; 小田島 和男; 山本 巧; 鈴木 紀男; 川島 寿人; 山内 俊彦; 上杉 喜彦; 河西 敏; 河上 知秀; 前田 彦祐; et al.

Physics Letters A, 124(4-5), p.299 - 302, 1987/00

https://doi.org/10.1016/0375-9601(87)90642-6

リミタ放電に於けるHモード類似の遷移時の周辺電子温度の振る舞いは、ダイバーター配位に於けるH遷移時のそれと非常に似ている。ダイバーター配位のH遷位のための電子温度の閾値は、閾パワー及びプラズマ密度とある関係を持つ。

Confinement studies during the ICRF heating experiment in the JFT-2M

小田島 和男; 松本 宏; 玉井 広史; 小川 俊英; 星野 克道; 河西 敏; 河上 知秀; 川島 寿人; 的場 徹; 松田 俊明; et al.

JAERI-M 86-033, 19 Pages, 1986/03

JAERI-M-86-033.pdf:0.63MB

JFT-2Mにおいて、ICRF加熱時のプラズマの閉じ込め特性を研究した。追加熱を急激に遮断した時、蓄熱エネルギ-が減衰していく時間を測定して、全閉じ込め時間と比較した。その結果、全閉じ込め時間は20~40ms変化させてもエネルギ-減衰時間はほぼ15msで、一定である事がわかった。この事は、追加熱されたプラズマでは、追加熱によって増えた分のエネルギ-は、全体のプラズマと一見、別の振る舞いをしていると言う事をあらわしている。この事によリ、追加熱時に閉じ込め時間が悪化する原因を説明できる。