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物理:高高次高調波ビームでシードした高強度で高度にコヒーレントな軟X 線フェムト秒レーザー

Nature 431, 7007 doi: 10.1038/nature02883

シンクロトロンは数十年にわたって非常に貴重な軟X線源になっており、これを適用することによって科学技術の多数の分野で大きな進展が見られた。しかし将来、軟X線を、例えば、構造生物学へ適用しようとすると、シンクロトロンで得られるよりもっと短いパルス幅(フェムト秒)と非常に高いエネルギー(ミリジュール)のパルスが必要になると予測される。軟X 線自由電子レーザーはこれらの要求条件を満たすはずであるが、その数はこれからも限られるであろう。そのため、ビームタイムは相当窮屈なものになると考えられる。レーザー励起軟X線源は、比較的安価で広く使えるもう1つのX線源になるが、これまでは高強度を得ようとする場合、実施上の問題が生じていた。本研究では、これらの問題を原理的には解決可能な軟X線レーザーチェーンを実現し、その特性を評価した。高次高調波レーザー源(シードビームとして)から得られる高い光品質と、高エネルギーの軟X線レーザープラズマ増幅器を組合せて、10 Hzで作動し、完全な飽和、高いエネルギー、高いコヒーレンス、そして完全な偏光を示すテーブルトップサイズの軟X線フェムト秒レーザーを作製した。この技術は現在存在するすべてのレーザー励起軟X線装置に容易に適用できるであろう。

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