レーザープラズマX線による時間分解X線構造解析の可能性と装置設計

使用激光等离子体 X 射线和设备设计进行时间分辨 X 射线结构分析的可能性

• 批准号: 11874080
• 负责人: 中島 信昭
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Osaka City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11874080/
• 关键词: レーザープラズマX線; フェムト秒チタンサファイヤレーザー; クーロン爆発; ベンゼン; C_<60>; Kα線; Ti; 時間分解X線構造解析

超短パルスレーザーを用いたX線構造解析を目的とし、フェムト秒レーザーの安定運転、また、分子クラスターからのX線発生、レーザー光の集光の実験、両方を念頭におき、C_<60>、ベンゼンのクーロン爆発の実験を行った。これらはJ.Chem.Phys.など3報、日本語解説に1報、報告した。1.超高出力のフェムト秒レーザーの安定運転1.1 フェムト秒チタンサファイヤレーザー チタンサファイヤレーザー3段多重増幅レーザーを改良しつつ、用いた。(大阪大学レーザー核融合研究センター、研究分担者、阪部グループ)チャーブパルス増幅、最後にグレーティングペアによる圧縮等最先端技術を駆使し、高い強度で安定運転ができるようにした。(最高88fs,500mJ,10Hz)また、ビーム配管は真空パイプとし、長距離(30m)をビームが歪まないように伝搬できるようにした.1.2 どこまで集光できるか 高い効率のX線発生効率の鍵は、レーザーの集光強度である。軸はずし放物面鏡を計画しているが、今年度もアクロマティックレンズを用いた。照射レーザーエネルギーは120mJ,パルス幅120fsのとき、集光強度を8×10^<16>Wcm^<-2>と推定した。ビームパターンの実測、Xe多価イオンの検出によりこれを確かめた。2. C_<60>、ベンゼンのクーロン爆発ベンゼン、C_<60>などの大きい分子にレーザーを集光照射すると、クーロン爆発が起き、そのまえにX線変換が期待できる。表題の分子を10^<16-17>Wcm^<-2>のレーザー強度調べた。両方から、1〜4価の炭素イオンが観測された。多価の炭素イオンはレーザーの偏光方向に強く放出された。計算器シュミレーション(MD)により、観測値の運動エネルギー分布をほぼ再現でき、炭素原子間での電子ホッピングが示唆された今後はC60、ベンゼンの代わりに金属クラスター、金属錯体をターゲットとし、X線発生とその性質を詳しく調べる計画である。

Ultrashort パ ル ス レ ー ザ ー を with い た X-ray structural analysis を purpose と し, フ ェ ム ト seconds レ ー ザ ー の stability and transport planning, ま た, molecular ク ラ ス タ ー か ら の X-ray 発 birth, レ ー ザ ー の set light の be 験 thought, struck を に お き, C_ < > 60, ベ ン ゼ ン の ク ー ロ ン detonation 発 の be 験 を line っ た. Youdaoplaceholder0 れら j. chem.Phys. Youdaoplaceholder1 3 reports, Japanese commentary に1 report, report た た. 1. Ultra high output の フ ェ ム ト seconds レ ー ザ ー の stability and transport planning 1.1 フ ェ ム ト seconds チ タ ン サ フ ァ イ ヤ レ ー ザ ー チ タ ン サ フ ァ イ ヤ レ ー ザ ー 3 section of multiple rights レ ー ザ ー を improved し つ つ, use い た. (Osaka university レ ー ザ ー nuclear fusion research セ ン タ ー, research sharers, e. グ ル ー プ) チ ャ ー ブ パ ル ス rights issue, the final picture に グ レ ー テ ィ ン グ ペ ア に よ る 圧 most apex technology such as shrinkage を 駆 make し, high intensity of い で stability and transport planning が で き る よ う に し た. (maximum 88 fs, 500 mj, 10 hz) ま た, ビ ー ム piping は vacuum パ イ プ と し, long (30 m) を ビ ー ム が slanting ま な い よ う に 伝 move で き る よ う に し た. 1.2 ど こ ま で concentrated で き る か high い sharper rate の X-ray 発 の key は working rate, レ ー ザ ー の set light intensity で あ る. Put the surface mirror axis は ず し を project し て い る が, our も ア ク ロ マ テ ィ ッ ク レ ン ズ を with い た. Irradiation レ ー ザ ー エ ネ ル ギ ー は 120 mj, パ ル ス 120 fs の と き, set light intensity を 8 x 10 ^ < 16 > Wcm ^ < - > 2 と presumption し た. Youdaoplaceholder0 ビ ムパタ ムパタ ムパタ <s:1> ムパタ めた めた actual test, Xe multiple 価 価 検 検 out によ れを れを indeed めた めた. 2. C_ < > 60, ベ ン ゼ ン の ク ー ロ ン detonation 発 ベ ン ゼ ン, C_ < > 60 な ど の big き い molecular に レ ー ザ ー を set light す る と, ク ー ロ ン detonation 発 が き, そ の ま え に X-ray variations in が expect で き る. Table title を molecule を10^<16-17>Wcm^<-2> <s:1> レ <s:1> ザ <s:1> intensity modulation べた. Two sides ら ら, 1 to 4価 された carbon <s:1> and <s:1> が観 が観 test された. A large amount of 価 <s:1> carbon emits された strongly く light in the direction of polarization. Calculator シ ュ ミ レ ー シ ョ ン (MD) に よ り, 観 numerical の movement エ ネ ル ギ ー distribution を ほ ぼ reappearance で き, carbon atoms で の electronic ホ ッ ピ ン グ が in stopping さ れ た は C60, future ベ ン ゼ ン の generation わ り に metal ク ラ ス タ ー, metal misprinted を タ ー ゲ ッ ト と し, X-ray 発 と そ の nature を detailed し く adjustable べ る project で あ る.

项目成果

Seiji Shimizu 他: "Conlomb explosion of benzene irradiated by an intense fs laser pulse"Chem. Phys. Lett.. 317. 609-614 (2000)

Seiji Shimizu 等人：“强飞秒激光脉冲照射下的苯的康隆爆炸”Chem. Phys. 317. 609-614 (2000)