協同的トムソン散乱法による軟X線光源用レーザー生成プラズマの診断

使用协同汤姆逊散射法诊断软 X 射线源激光产生的等离子体

• 批准号: 18J10413
• 负责人: 佐藤 祐太
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J10413/
• 关键词: トムソン散乱; 光源用プラズマ; EUV; 軟X線; レーザー生成プラズマ

本研究では、EUVおよび軟X線光源用レーザー生成プラズマ(LPP)の診断手法の開発を目的としている。これまで我々は、協同的トムソン散乱のイオン項を計測することで、EUV光源用プラズマの診断を達成した。しかし、更に波長が短い軟X線光源用プラズマでは、イオン項のみの計測では不十分である。そこで、イオン項に加えて電子項を同時に計測することで、軟X線光源用プラズマの診断手法の確立を目指した。まず比較的計測が容易なHeのLPPにて同時計測を行った。これにより、イオン項と電子項の同時計測が可能であることを確認した。次に、イオン項の計測実績があり、EUV光源にも用いられているSnをターゲットとしたLPPを対象に計測実験をおこなった。Snプラズマのイオン項計測の最大の障害が、ターゲット表面で反射した迷光であるのに対して、電子項計測の最大の障害はプラズマからの自発光である。イオン項に比べて信号強度が遥かに弱い電子項は、プラズマからの自発光によって容易に覆い隠されてしまうためである。また、イオン項が現れる波長域は中心波長から0.1-0.3 nm程度であるのに対して、電子項は10-20 nmと大幅に異なっている。そこで、イオン項・電子項それぞれの計測に適した分光器を開発して計測に臨んだ。イオン項はピークの間隔が広がるよう、散乱角は135°とした。一方電子項は、ピークの信号強度が大きくなるよう散乱角は45°とした。さらに、自発光と電子項の偏光特性の違いを利用することで、S/N比の改善を試みた。開発した診断システムを用いて、同時計測実験を行なった。その結果、EUV光源用プラズマに必要なパラメータの範囲で、イオン項・電子項の同時計測を達成した。また、光源プラズマの最適化に重要なパラメータを、イオン項・電子項の同時計測によって決定できることが示された。

这项研究旨在开发用于EUV和软X射线光源的激光生成血浆（LPP）的诊断方法。到目前为止，我们通过测量合作汤姆森散射的离子项来实现EUV光源的血浆诊断。但是，在具有短波长的软X射线光源的等离子体中，仅测量离子项不足。因此，我们旨在通过同时测量电子术语来建立一种用于软X射线光源的等离子体的诊断方法。首先，使用HE LPP同时进行测量，这相对易于测量。这证实可以同时测量离子和电子项。接下来，我们对LPP靶向SN进行了测量实验，该实验具有测量离子项的记录，并且还用作EUV光源。 SN等离子体中离子项测量的最大障碍是从目标表面反射的杂散光，而电子期限测量的最大障碍物是血浆的自发光。这是因为电子术语的信号强度比离子项弱得多，因此容易被等离子体的自发光所掩盖。此外，离子项出现的波长范围与中心波长约为0.1-0.3 nm，而电子项与10-20 nm显着不同。因此，我们开发了用于测量离子和电子项并进行测量的光谱仪。离子项的散射角度设置为135°，以使峰间距扩大。另一方面，电子项的散射角度设置为45°，以增加峰的信号强度。此外，我们试图通过利用自发光和电子期限的极化特征的差异来提高S/N比。使用开发的诊断系统同时进行测量实验。结果，在EUV光源所需的参数范围内实现了离子和电子项的同时测量。还已经表明，可以通过同时测量离子和电子项来确定优化光源等离子体重要的参数。

项目成果

軟X線光源用多価電離プラズマのための協同トムソン散乱システムの開発

软X射线光源多重电离等离子体协同汤姆逊散射系统的研制

• 发表时间: 2018
• 作者: 佐藤祐太;深田来夢;伊藤文崇;富田健太郎;内野喜一郎
• 通讯作者: 内野喜一郎

Development of a collective Thomson scattering system for laser-produced high-Z plasmas produced for soft X-ray light sources

开发用于软 X 射线光源的激光产生的高 Z 等离子体的集体汤姆逊散射系统

• 发表时间: 2018
• 作者: Yuta Sato;Raimu fukada;Fumitaka Ito;Kentaro Tomita;Kiichiro Uchino
• 通讯作者: Kiichiro Uchino