超短パルス励起軟X線レーザーの極限化及び最適制御化

超短脉冲激励软X射线激光器的最大化与优化控制

• 批准号: 11308014
• 负责人: 黒田 寛人
• 金额: $ 28.09万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11308014/
• 关键词: 軟X線; 縦励起; 過渡的衝突型; 短パルスレーザプラズマ; Ni-Mo; 軟X線レーザー; 短パルス生成プラズマ

計画は、18.9nm 縦励起TCENi-Mo軟X線レーザーの研究の本格化、具体的には1)先端的軟X線及びX線分光学的手法を駆使し、開発中のコードの高度化を図る。2)18.9nm Ni-Moレーザーの増幅に実験的に成功し、スキームを実証する事である。成果として1)200fs発振器をベースにパルス幅450fs、エネルギー500mJという出力を実現し、かつ極めてクリーン(コントラスト比>10^6以上が可能)でパルスパラメーター制御が可能なチタンサファイヤーガラスシステムを開発した。2)シミュレーションの高度化を進め、フェムト秒からピコ秒生成プラズマを記述するPICコードやHYADESプラズマ生成伝播コード等を導入し、実験結果をほぼ再現できるまでの高度化を行った。3)短パルス化、高コントラスト化、ビームの高品質化に伴い、レーザーと固体プラズマ界面における高次高調波の生成研究を段と進め、高次高調波の空間発散角の精密測定、偏光の違いによる高調波変換効率の依存性とその物理的メカニズムの解明、ダブルパルスによるプラズマ制御における高次高調波の増強、光強度2×10^<17>W/cm^2における新しいメカニズムによる高次高調波の生成と、高調波のブルーシフトの発見等という新しい展開を得ることができた。4)軟X線レザーでは、18.9nmNi-Mo線スペクトルにおける高指向性高輝度増幅の実証である。300psのプレパルスにより2mm長Moターゲット上に高密度プレプラズマを生成させ、適当な遅延時間の後に475fsの高強度主励起光をターゲット表面から0.1〜O.2mmの位置に制御打ち込むことにより、最小励起エネルギー150mJで発散角(横200-300μrad、縦1mrad)というきわめて高品質の高輝度レーザースポットを得ることができた。ある程度の最適化条件を測定しシミュレーションとの比較を行った。以上の結果はTEC縦励起軟X線レーザーのきわめて高い潜在性を示す最初の実験的観測でもある。

Plan は, 18.9 nm 縦 wound up TCENi -mo soft X-ray レ ー ザ ー の の study this case, the specific に は 1) apex of soft X-ray and び X-ray spectroscopy technique を 駆 make し, open 発 の コ ー ド の を empirically 図 る. 2) The に success of the に and スキ ムを ムを ムを of the ムを expansion に experiment of 18.9nm Ni-Moレ, ザ and する. Results と し て 1) 200 fs 発 oscillator を ベ ー ス に パ ル ス 450 fs, エ ネ ル ギ ー 500 mj と い う output を be し, か つ extremely め て ク リ ー ン (コ ン ト ラ ス ト ratio > 10 ^ 6 above が may) で パ ル ス パ ラ メ ー タ ー suppression が may な チ タ ン サ フ ァ イ ヤ ー ガ ラ ス シ ス テ ム を open 発 し た. 2) シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の を め, empirically フ ェ ム ト seconds か ら ピ コ second generation プ ラ ズ マ を account す る PIC コ ー ド や HYADES プ ラ ズ マ generated 伝 sowing コ ー ド を import し, be 験 results を ほ ぼ reappearance で き る ま で の を empirically line っ た. 3) short パ ル ス, high コ ン ト ラ ス ト, ビ ー ム の high-quality に い, レ ー ザ ー と solid プ ラ ズ マ interface に お け る high-profile high times wave の を segment と generated research into め high-profile wave, high order の space scattered Angle の precision measurement, polarization 発 の violations い に よ る high-profile wave - in sharper rate の dependency と そ の physical メ カ ニ ズ ム の uttered, ダ ブ ル パ ル ス に よ る プ ラ ズ マ suppression に お け る high times high-profile wave の raised strong, light intensity, 2 x 10 ^ < 17 > W/cm ^ 2 に お け る new し い メ カ ニ ズ ム に よ る high-profile の generate と, high-profile wave high times の ブ ル ー シ フ ト の 発 see such と い う new し い expand を must る こ と が で き た. 4) Soft X-ray レザ レザ で で である, 18.9nm ni-mo line スペ ト ト における における, high-directivity high-luminance increase <s:1> evidence である. 300 ps の プ レ パ ル ス に よ り 2 mm long Mo タ ー ゲ ッ ト に on high-density プ レ プ ラ ズ マ を generated さ せ, appropriate な 遅 delay between の に 475 fs の after high intensity since the main excitation light を タ ー ゲ ッ ト surface か ら 0.1 ~ o. 2 mm の position に suppression play ち 込 む こ と に よ り, minimum excitation エ ネ ル ギ ー 150 mj で 発 Angle (cross 200-300 mu rad, 1 mrad) 縦 と い う き わ め て high-quality の degree of micromixer mixing effect レ ー ザ ー ス ポ ッ ト を have る こ と が で き た. The degree of ある, the optimization conditions of を, the determination of <s:1> シ, the ュレ, the ショ, the と, the と, and the comparison of を and った. の above results は TEC 縦 wound up soft X-ray レ ー ザ ー の き わ め て い high potential を shown す の initially be 験 観 measurement で も あ る.

项目成果

A.Ishizawa,T.Kanai,T.Ozaki,and H.Kuroda:: "The spatial distribution of high-order harmonics from solid surface plasmas,"IEEE.J.Quantum Electronics. vol.36. 665-668 (2000)

A.Ishizawa、T.Kanai、T.Ozaki 和 H.Kuroda：“来自固体表面等离子体的高次谐波的空间分布”，IEEE.J.Quantum Electronics。

T.Ozaki, K.Yamamoto, H.Kuroda: "Jetlike visible emission from preplasma pumped by a longitudinal picosecond laser pulse"J. Phys. IV France 11(2001)Pr2-567. 11. Pr2-563 (2001)

T.Ozaki、K.Yamamoto、H.Kuroda：“由纵向皮秒激光脉冲泵浦的前等离子体的喷射状可见光发射”J。

T, Ozaki et al.: "Optimization of preplasma conditions for longitudinally-pumped transient collisional excitations x-ray lasers"Lasers '99. (2000)

T，Ozaki 等人：“纵向泵浦瞬态碰撞激发 X 射线激光器的前等离子体条件的优化”Lasers 99。

T.Ozaki, K.Yamamoto, R.Li, H.Kuroda: "Longitudinal pumping and transient collisional excitation of high performance Ni-like soft-x-ray lasers"Jpn. J. Appl. Phys.. 40. 1018 (2001)

T.Ozaki、K.Yamamoto、R.Li、H.Kuroda：“高性能类镍软 X 射线激光器的纵向泵浦和瞬态碰撞激发”Jpn。

T.Ozaki, K.Yamamoto, H.Kuroda: "Pulse duration dependence of opacity effects in Ni-like W transient collisional excitation x-ray lasers"J. Phys. IV France 11(2001)Pr2-567. 11. Pr2-87 (2001)

T.Ozaki、K.Yamamoto、H.Kuroda：“类 Ni W 瞬态碰撞激发 X 射线激光器中不透明效应的脉冲持续时间依赖性”J。