広帯域インコヒーレント放射光の可干渉性を利用する革新的光技術の探索

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近赤外から紫外の波長領域において、広帯域・インコヒーレントな単一光源からの光をビームスプリッタで分離することで相互に可干渉な２つの光ビームを作り出し、超高速分光、高分解能断層撮像、超高解像度顕微鏡などへ応用している例がある。本研究では、その基盤技術として、放射光源から相互に可干渉な光ビームを取り出すことに挑戦している。さらにその応用法の開拓を目指す。２０２２年度には、紫外線領域でのアンジュレータ放射の可干渉性の基礎データとして、アンジュレータ放射波束の時間構造の再構成を試みた。超短パルスレーザーの分野で実績のあるSPIDER法を用いることで、アンジュレータ放射波束がフェムト秒オーダーの有限サイクル波形を有することを実証することができた。また、ストレージリングにおける単一電子蓄積技術を確立した。ダイナミックレンジの大きい光電子増倍管を利用し、単一電子蓄積を放射光強度観測で確認する手法を確立した。また、単一電子を２時間以上周回させることにも成功した。この加速器運転技術を用いて、単一光子レベルでの放射光波束の特性、特にその時間構造に関する実験に着手した。単一電子からの光子放出がポアッソン分布であること、また、その時間構造に関する予備的な実験結果を得ることができた。また、直列に配置された２台のアンジュレータからの放射を異なる方向に取り出し、相互の干渉性を調べることができる干渉計の構築を進め、その動作確認を行った。