X線レーザーの時間構造制御と揺らぎ計測への応用

在X射线激光器时间结构控制和涨落测量中的应用

• 批准号: 22K18131
• 负责人: 大坂 泰斗
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18131/
• 关键词: 強度自己相関測定; パルス幅計測; パルス時間波形制御; ダイナミクス; XFEL; 時間診断; XSVS; 分割遅延光学系

本申請課題では，X線レーザーパルスの時間波形の精密測定，制御および揺らぎ計測への応用を目的としている．本年度では，第一段階としてX線ストリークカメラでは測定不可能なフェムト秒領域のX線レーザーパルス幅の測定手法の実証を主として実施した．測定手法としては，可視光域で広く実施されている”強度自己相関法”によるパルス幅計測を採用した．本手法は本申請課題以前にすでに同研究グループにより実証されているが，長大な測定時間や精度不足等の問題があった．本申請課題では，ダイヤモンド単結晶を非線形媒質として利用し，第二高調波発生を信号としたバックグラウンドフリーな計測をターゲットとし，本年度においてその実証実験を実施した．強度自己相関法では測定対象とするレーザーパルスを自己相関器により2つに分割し，時間差を制御した後非線形媒質へ照射，非線形信号の時間差依存性を測定する．その際，各々の分割パルスが発生させる非線形信号がバックグラウンドとして計測されることで，測定精度の劣化をもたらす．通常，分割パルス間に大きな角度差を設け，各々のパルス単体では非線形信号が発生しないようにするが，角度差ゆえの時間分解能の劣化が懸念事項として挙げられる．X線第二高調波発生では，可視光域と比較し位相整合条件が2~3桁厳しく，非常に小さな角度差でもバックグラウンドを除去できるため，時間分解能の劣化なくバックグラウンドフリーな測定が可能となる．SACLAにおいて実証実験を実施し，10 keVのX線レーザーパルスに対してバックグラウンドをほぼ完全に除去し，自己相関関数の測定に成功した．また，X線分光器のエネルギー分解能を変えることで，X線レーザーのパルス幅が変化することも実証した．

The object of the present application is to precisely measure the time waveform of X-ray radiation and to control the time waveform of radiation measurement. This year, the first stage of X-ray measurement was carried out in the field of X-ray amplitude measurement. The measurement method is applied in the visible light domain, and the intensity correlation method is applied in the amplitude measurement. This method solves the problems of insufficient measurement accuracy and the like in the previous research on the subject of this application. The subject of the present application is the implementation of the first phase of the second phase of the second phase of Intensity self-correlation method is used to measure the dependence of time difference of nonlinear signal after irradiation of nonlinear medium. At the same time, the non-linear signal generated by each segment is reduced to the measurement accuracy. Generally, the angle difference between the segments is set to be large, and the angle difference between the segments is set to be large. The angle difference between the segments is set to be large. The angle difference between the segments is set to be large. The angle difference between the segments is set to be large. The angle difference between the segments is set to be small. The angle difference between the segments is set to be small. The angle difference between the segments is set to be small. The degradation of time-resolved energy is possible.SACLA has been successfully tested. The 10 keV X-ray emission is completely eliminated. The measurement of correlation coefficient is successful. The X-ray spectroscope can be divided into two parts: the X-ray spectroscope can be divided into two parts: the X-ray spectroscope and the X-ray spectroscope.

项目成果

Temporal diagnostics of X-ray FELs using split-delay optics at SACLA

SACLA 使用分离延迟光学器件对 X 射线 FEL 进行时间诊断

• 发表时间: 2022
• 作者: Osaka Taito;Inoue Ichiro;Yamada Jumpei;Inubushi Yuichi;Matsumura Shotaro;Sano Yasuhisa;Tono Kensuke;Yamauchi Kazuto;Tamasaku Kenji;Yabashi Makina;Taito Osaka;Taito Osaka
• 通讯作者: Taito Osaka

Direct Measurement of Hard X-Ray Laser Pulse Duration via Intensity Autocorrelation Techniques

通过强度自相关技术直接测量硬 X 射线激光脉冲持续时间

• 发表时间: 2022
• 作者: Osaka Taito;Inoue Ichiro;Yamada Jumpei;Inubushi Yuichi;Matsumura Shotaro;Sano Yasuhisa;Tono Kensuke;Yamauchi Kazuto;Tamasaku Kenji;Yabashi Makina;Taito Osaka
• 通讯作者: Taito Osaka

Hard x-ray intensity autocorrelation using direct two-photon absorption

• DOI: 10.1103/physrevresearch.4.l012035
• 发表时间: 2022-03
• 期刊: Physical Review Research
• 影响因子: 4.2
• 作者: T. Osaka;I. Inoue;J. Yamada;Y. Inubushi;Shotaro Matsumura;Y. Sano;K. Tono;K. Yamauchi;K. Tamasaku;M. Yabashi