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高強度レーザー誘起硬X線パルスの高効率発生と応用

高强度激光诱导硬X射线脉冲的高效产生和应用

基本信息

批准号：
14077209
负责人：
中村一隆
金额：
$ 66.82万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

高強度フェムト秒レーザー光を真空中で金属ターゲットに集光照射することにより、超短パルス硬X線を発生し、これを用いたフェムト秒時間分解X線回折を用いた物質ダイナミクスの研究を行った。本年度は、50フェムト秒レーザー光励起によるCdTe単結晶のコヒーレント光学フォノン計測に成功した。光学フォノンは重心が固定された運動であるため、結晶格子間隔の変化に対応する回折角度の変化がない。そのために通常のX線回折法では検出することができない。本研究では、格子振動周期よりも短いパルス幅の光パルスを用いて励起することで、位相の揃ったフォノンであるコヒーレント光学フォノンの励起を行った。これに加えて、振動周期よりも十分短い時間分解能での測定を行うことにより、X線回折強度の変調として、コヒーレント光学フォノンの計測に成功した。50フェムト秒レーザー光照射を行うと、X線回折強度は20ピコ秒以内に強度減少することが観測された。また、この状態を20フェムト秒の時間ステップでX線回折測定を行うと、約200フェムト秒の周期(5THz)の振動成分がCdTe(111)のX線回折強度の時間プロファイルに現れた。ラマン分光測定との比較から、この振動はCdTeのガンマ点におけるLOフォノンであることが分かった。また、フェムト秒時間分解反射率測定も行い、励起されたフォノンがCdTeのLOフォノンであることを確認した。本研究で、200フェムト秒の振動が観測されたことから、200フェムト秒の時間分解X線回折測定が可能であること、またフェムト秒レーザー誘起プラズマX線のパルス幅が数百フェムト秒であることが明らかになった。

High intensity light in vacuum, concentrated light in metal, ultra-short hard X-ray emission, time resolution X-ray reflection, and material research. This year, the optical excitation of CdTe crystals was successfully measured in 50 seconds. The center of gravity of the optical system is fixed, the crystal lattice spacing is changed, and the angle of reflection is changed. The usual X-ray folding method is used to detect the presence of the virus. In this study, the lattice vibration period is short, the amplitude of the light is short, the phase of the light is short, and the excitation is short. The measurement of X-ray reflection intensity was successful. 50 seconds of light exposure, X-ray reflection intensity within 20 seconds of intensity reduction The vibration component of CdTe(111) with a period of about 200 seconds (5 THz) was measured by X-ray reflection measurement. The spectrum of CdTe is different from that of CdTe. The time resolved reflectance of CdTe was determined by excitation. In this study, it is possible to measure the time resolution of X-ray reflection by vibration measurement in 200 seconds and 200 seconds, and induce X-ray amplitude measurement in hundreds of seconds.