フェムト秒パルスレーザーを光源とする新型X線発光分析の研究

咋年度は、アルミニウムをターゲットとして、波長2〜4nmのX線が発生していることを、X線フォトダイオードとFoil Transimission Techniqueを利用することにより確認できた。そこで、本年度は分光結晶、及びMOSリニアイメージセンサーを用いて、発生したX線のスペクトル計測を試みた。しかしながら、元々発生しているX線の強度が低い上に、分光結晶により数桁強度が低下してしまうため、MOSセンサーにてX線を検出することはできなかった。この対策としてX線強度の向上を試みた。本実験は、真空中で行う必要があるが、これまで使用していた装置では真空度が数Torr程度とそれほど高くなく、本実験で発生すると予想される波長のX線の吸収が大きいことが予想された。そのため、装置の真空系を大幅に改善し、10^<-4>Torrの真空度を達成できるようにした。また、検出するX線信号にレーザープラズマにより生じるイオンや電子により、雑音が混入することが多かったため、使用する検出系のシールドを完全なものとした。これにより雑音を大幅に取り除くことができた。更に、昨年度実施したプレパルスとメインパルスによる励起法は、効率として数十パーセントの効果はあったものの、誘電体多層膜ミラーを複数枚使用することによるエネルギーの損失の方が大きかったため、シングルパルスで、エネルギーを最大限利用して実験を行うこととした。以上の対策を施した上で、再びMOSセンサーによる計測を試みたが、信号検出には至っていない。本方式により発生する単位立体角当たりのX線強度は予期した以上に低く、本課題で提案した方式により、X線スペクトルを計測することは困難と考えられる。本研究で当初の目的は達成できなかったが、X線発生に関する基礎的な知見を得ることができ、今後この方面で研究を進める上で、大変有意義なものであったと考えている。

咋年度は、アルミニウムをターゲットとして、波長2〜4nmのX線が発生していることを、X線フォトダイオードとFoil Transimission Techniqueを利用することにより確認できた。そこで、本年度は分光結晶、及びMOSリニアイメージセンサーを用いて、発生したX線のスペクトル計測を試みた。しかしながら、元々発生しているX線の強度が低い上に、分光結晶により数桁強度が低下してしまうため、MOSセンサーにてX線を検出することはできなかった。この対策としてX線強度の向上を試みた。本実験は、真空中で行う必要があるが、これまで使用していた装置では真空度が数Torr程度とそれほど高くなく、本実験で発生すると予想される波長のX線の吸収が大きいことが予想された。そのため、装置の真空系を大幅に改善し、10^<-4>Torrの真空度を達成できるようにした。また、検出するX線信号にレーザープラズマにより生じるイオンや電子により、雑音が混入することが多かったため、使用する検出系のシールドを完全なものとした。これにより雑音を大幅に取り除くことができた。更に、昨年度実施したプレパルスとメインパルスによる励起法は、効率として数十パーセントの効果はあったものの、誘電体多層膜ミラーを複数枚使用することによるエネルギーの損失の方が大きかったため、シングルパルスで、エネルギーを最大限利用して実験を行うこととした。以上の対策を施した上で、再びMOSセンサーによる計測を試みたが、信号検出には至っていない。本方式により発生する単位立体角当たりのX線強度は予期した以上に低く、本課題で提案した方式により、X線スペクトルを計測することは困難と考えられる。本研究で当初の目的は達成できなかったが、X線発生に関する基礎的な知見を得ることができ、今後この方面で研究を進める上で、大変有意義なものであったと考えている。