光物理学：シード型自由電子レーザーを使ったアト秒パルス整形

アト秒パルスは、価電子や内殻電子の動力学を自然な時間スケールで研究する上で中心的な役割を果たしている。アト秒パルス波形の再現性のある生成と特性評価は、これまで高次高調波の生成過程を通してしか実証されていない。金属フィルターや多層膜ミラーの使用、駆動レーザー場の操作を含めて、アト秒波形を整形する方法がいくつか提案されている。しかしこれらの方法は、いずれもアト秒波形の時間特性を柔軟に操作できず、また、高次高調波生成過程の変換効率が低いという問題がある。対照的に、自由電子レーザーでは、エネルギーが数十マイクロジュールから数ミリジュールの範囲のフェムト秒の極端紫外線パルスやX線パルスが得られる。最近の実験では、自由電子レーザーはサブフェムト秒スパイクを生成できるが、その時間特性がショットごとに変化することが示されている。本論文では、シード型自由電子レーザーを使って、高エネルギー（マイクロジュールレベル）のアト秒パルス波形を再現性よく生成したことを報告する。我々は、生成したパルスの時間再構成を行う方法と組み合せて、アト秒パルス列を構成する高調波成分の振幅と位相の操作を実証する。今回の結果から、自由電子レーザーを用いてアト秒時間分解した実験を行う道が開かれる。

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