パルスレーザー共振器を用いた小型X線源開発

放射光源に代表されるような高品質なX線源は医療診断や結晶構造解析、材料科学など多種多様な分野で利用されており多大なる成果を挙げている。しかしながら放射光源は巨大な装置のため数が少なく、利用の制限があるなど様々な問題点があった。このような背景から小型・大強度・高品質を兼ね備えるX線源の開発が叫ばれており、我々はパルスレーザー共振器を用いた小型X線源の開発を行ってきた。本年度は昨年度までの研究で確立した光共振器システムとマルチバンチ電子ビームを用いたレーザーコンプトン散乱X線生成試験及びそのX線の特性測定を行った。電子ビームと衝突用レーザー光のタイミングを1ps以下の精度で調整することにより、世界で初めてのパルスレーザー光共振器とマルチバンチ電子ビームによる100パルスに渡るX線の生成に成功し、時間分解能の高い検出器を用いることで実際にパルス化されたX線列も検出している。X線の特性測定試験として、X線の強度測定及び生成X線のエネルギー測定などを行った。生成X線強度は詳細に校正したシンチレーション検出器によって行い、0.93×10^4Photon/trainを得ることに成功している。この値は計算機シミュレーションによる予想値である1.13×10^4Photon/trainと良く一致する。X線のエネルギー測定としては、ブラッグ反射板を用いたスペクトロメータを構成し、予想値とほぼ一致するX線のエネルギーを得るに至っている。得られた全ての結果はレーザーコンプトン散乱の予想する結果と一致しており、実際にX線の検出に成功していることを裏付ける結果である。パルスレーザー共振器を用いたX線生成は世界に先駆けた試みで、本成果であるX線の検出及びその特性測定は当該分野のみならず、小型X線源の可能性を実験的に示唆した点で他の分野の研究者にも大きなインパクトを与えられると確信する。

放射光源に代表されるような高品質なX線源は医療診断や結晶構造解析、材料科学など多種多様な分野で利用されており多大なる成果を挙げている。しかしながら放射光源は巨大な装置のため数が少なく、利用の制限があるなど様々な問題点があった。このような背景から小型・大強度・高品質を兼ね備えるX線源の開発が叫ばれており、我々はパルスレーザー共振器を用いた小型X線源の開発を行ってきた。本年度は昨年度までの研究で確立した光共振器システムとマルチバンチ電子ビームを用いたレーザーコンプトン散乱X線生成試験及びそのX線の特性測定を行った。電子ビームと衝突用レーザー光のタイミングを1ps以下の精度で調整することにより、世界で初めてのパルスレーザー光共振器とマルチバンチ電子ビームによる100パルスに渡るX線の生成に成功し、時間分解能の高い検出器を用いることで実際にパルス化されたX線列も検出している。X線の特性測定試験として、X線の強度測定及び生成X線のエネルギー測定などを行った。生成X線強度は詳細に校正したシンチレーション検出器によって行い、0.93×10^4Photon/trainを得ることに成功している。この値は計算機シミュレーションによる予想値である1.13×10^4Photon/trainと良く一致する。X線のエネルギー測定としては、ブラッグ反射板を用いたスペクトロメータを構成し、予想値とほぼ一致するX線のエネルギーを得るに至っている。得られた全ての結果はレーザーコンプトン散乱の予想する結果と一致しており、実際にX線の検出に成功していることを裏付ける結果である。パルスレーザー共振器を用いたX線生成は世界に先駆けた試みで、本成果であるX線の検出及びその特性測定は当該分野のみならず、小型X線源の可能性を実験的に示唆した点で他の分野の研究者にも大きなインパクトを与えられると確信する。