Application of X-ray nonlinear processes to the measurement of 10 fs to sub-ps of X-ray pulses

森林 健悟; 香川 貴司*; Kim, D. E.*

Journal of Physics B; Atomic, Molecular and Optical Physics, 38(13), p.2187 - 2194, 2005/07

2つの短パルスX線をtの時間間隔だけあけてSi原子に照射し内殻励起,多重内殻励起からのX線数の計算を行った。多重内殻励起の生成は、多X線吸収、すなわち、X線非線形過程で生じることを用いて2つのX線パルスの重なりによるX線数の違いからパルス幅の測定ができる可能性を探った。200fsのX線パルスの場合、理論上、この方法で正確にパルス幅の測定ができるが、20fsパルスでは、100%以上の誤差が生じた。これは、内殻励起状態の寿命(25fs程度)がX線パルスと同程度であったためと予想される。すなわち、1つめのパルスで生成した(多重)内殻励起状態が2つのパルスが到着しても残っていれば、それが内殻電離を起こし、多重内殻励起状態からのX線数を増やすためであると考えられる。そこで、自動イオン化の時定数を1fs, 10fsとした場合のパルス測定の精度を計算した。20, 50, 80fsのX線パルス幅に対して、自動イオン化の時定数が1fsの場合は、この方法で正確な値を導くことができたが、自動イオン化の時定数が10fsになると算出した値は、それぞれ、28, 55, 80fsとなった。すなわち、この方法では、X線パルス幅よりも短い時定数の自動イオン化状態を持つ標的を取り扱う必要があることが明らかとなった。