JPH02256285A - レーザー発振用ターゲット - Google Patents
レーザー発振用ターゲットInfo
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- JPH02256285A JPH02256285A JP7752089A JP7752089A JPH02256285A JP H02256285 A JPH02256285 A JP H02256285A JP 7752089 A JP7752089 A JP 7752089A JP 7752089 A JP7752089 A JP 7752089A JP H02256285 A JPH02256285 A JP H02256285A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S4/00—Devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in wave ranges other than those covered by groups H01S1/00, H01S3/00 or H01S5/00, e.g. phonon masers, X-ray lasers or gamma-ray lasers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、短波長の再結合プラズマレーザー発振装置に
係わり、特に、軟Ｘ線域のレーザー発振に好適なプラズ
マ生成用固体ターゲットにおいて、レーザー媒質の高利
得が得られる形状のレーザー発振用ターゲットに関する
。
係わり、特に、軟Ｘ線域のレーザー発振に好適なプラズ
マ生成用固体ターゲットにおいて、レーザー媒質の高利
得が得られる形状のレーザー発振用ターゲットに関する
。
（従来技術）
固体ターゲット上に短パルス高出力レーザー光を線状に
フォーカスさせるとき、ターゲット表面に多価イオンを
含む高密度プラズマが生成される。
フォーカスさせるとき、ターゲット表面に多価イオンを
含む高密度プラズマが生成される。
発生した高密度プラズマは、ターゲット表面から噴出す
ると同時に断熱的に膨張し、急激に冷却され強く再結合
する。この時、多価イオンの励起準位間の反転分布が生
じ、再結合レーザーの発振動作が誘起される。
ると同時に断熱的に膨張し、急激に冷却され強く再結合
する。この時、多価イオンの励起準位間の反転分布が生
じ、再結合レーザーの発振動作が誘起される。
ここ数年、このような短波長の再結合プラズマレーザー
、特に軟Ｘ線（０，３ｎｍ＜λ＜３０ｎｍ）域のレーザ
ーの研究が急速に進展している。軟Ｘ線レーザーの励起
法としては、主に３つの方法が考えられている。それら
は電子衝突法、再結合プラズマ法そして光励起法である
。なかでも再結合プラズマ法はレーザー波長が短くなる
ほど、他の方法に比べてレーザー発振効率が有利になる
と考えられている。しかし、高密度プラズマを発生さ廿
るために必要とされる励起用レーザーの照射強度は１０
１３〜１０１４Ｗ／−にも達し、例えば、レーザー核融
合に使われている超高出力レーザーシステムが使用され
ている。これらのレーザーシステムは、大型装置である
ために大きな建物が必要であり、軟Ｘ ｖＡレーザーが
原理的に可能であることが実験的に示されても、このよ
うな高価かつ大型の装置が必要な限り現実的な実用化は
困難であった。
、特に軟Ｘ線（０，３ｎｍ＜λ＜３０ｎｍ）域のレーザ
ーの研究が急速に進展している。軟Ｘ線レーザーの励起
法としては、主に３つの方法が考えられている。それら
は電子衝突法、再結合プラズマ法そして光励起法である
。なかでも再結合プラズマ法はレーザー波長が短くなる
ほど、他の方法に比べてレーザー発振効率が有利になる
と考えられている。しかし、高密度プラズマを発生さ廿
るために必要とされる励起用レーザーの照射強度は１０
１３〜１０１４Ｗ／−にも達し、例えば、レーザー核融
合に使われている超高出力レーザーシステムが使用され
ている。これらのレーザーシステムは、大型装置である
ために大きな建物が必要であり、軟Ｘ ｖＡレーザーが
原理的に可能であることが実験的に示されても、このよ
うな高価かつ大型の装置が必要な限り現実的な実用化は
困難であった。
従って、レーザー発振の高効率化を進め、各種分野への
応用研究に利用できる高エネルギーの軟Ｘ線レーザー出
力が得られる小型システムの実現が期待されている。
応用研究に利用できる高エネルギーの軟Ｘ線レーザー出
力が得られる小型システムの実現が期待されている。
従来の再結合プラズマレーザー装置に使用されてきたタ
ーゲットには、ファイバー型、ホイル型及び平板型があ
る。これらのターゲットにおいて、発生したプラズマは
、ターゲットの長さに垂直な方向には自由膨張できるが
、その長さ方向では膨張が制限されている。そこで、プ
ラズマの長さ方向の膨張を確保するため、励起用レーザ
ー光をマスク板を用いて離散的に切り出し、プラズマを
空間的、離散的に発生させる方法が提案されている（Ｗ
、Ｔ、５ｉｆｖａｓｔ、ｌ２．１１．５ｚｅｔｏ、ａｎ
ｄ ＯＲＷｏｏｄｌｌ： 八ｐｐｌ。
ーゲットには、ファイバー型、ホイル型及び平板型があ
る。これらのターゲットにおいて、発生したプラズマは
、ターゲットの長さに垂直な方向には自由膨張できるが
、その長さ方向では膨張が制限されている。そこで、プ
ラズマの長さ方向の膨張を確保するため、励起用レーザ
ー光をマスク板を用いて離散的に切り出し、プラズマを
空間的、離散的に発生させる方法が提案されている（Ｗ
、Ｔ、５ｉｆｖａｓｔ、ｌ２．１１．５ｚｅｔｏ、ａｎ
ｄ ＯＲＷｏｏｄｌｌ： 八ｐｐｌ。
Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、、ｖｏｌ、３４（３）、Ｆｅｂ。
（１９７９） 〕 。
（発明が解決しようとする課題）
しかし、軟Ｘ線レーザーの励起用レーザーは非常に高出
力であるので光路りに遮蔽板を配置する方法を使えない
。
力であるので光路りに遮蔽板を配置する方法を使えない
。
本発明は、かかる問題点を解決し、再結合レーザー発振
の高効率化を進め、特に、軟Ｘ線レーザーの高出力が得
られる実用的な小型システムを実現することを目的とす
る。
の高効率化を進め、特に、軟Ｘ線レーザーの高出力が得
られる実用的な小型システムを実現することを目的とす
る。
（課題を解決するための手段）
上記の課題は、パルス状励起用レーザー光がラインフォ
ーカスされるターゲットにおいてシー９２−光照射面に
凹部と凸部が形成され、同一パルスレーザ−光が同一時
刻に照射される表面が離散的にされていることを特徴と
するレーザー発振用ターゲットを用いることにより、高
効率で大きな利得を得ることができる。
ーカスされるターゲットにおいてシー９２−光照射面に
凹部と凸部が形成され、同一パルスレーザ−光が同一時
刻に照射される表面が離散的にされていることを特徴と
するレーザー発振用ターゲットを用いることにより、高
効率で大きな利得を得ることができる。
ターゲツト面を離散的に配置することにより、プラズマ
はどの方向にも自由膨張できるようになるので、プラズ
マの再結合が更に強く起こり高効率で大きな反転分布（
利得）を得ることができる。
はどの方向にも自由膨張できるようになるので、プラズ
マの再結合が更に強く起こり高効率で大きな反転分布（
利得）を得ることができる。
（作用）
第３図は、凹凸表面構造を有する本発明のターゲットに
レーザー光を線状にフォーカスさせた時のプラズマ生成
過程を示す概念図である。まず、パルス状励起用レーザ
ー光３３がターゲット３７に照射されるとターゲットの
凸部３１の各々から高密度プラズマ３２が発生する。タ
ーゲットの同一水準面が離散的に配置されているため、
プラズマは、励起レーザー光３３の線フォーカスの垂直
方向（Ｙ）および長さ方向（Ｘ）に沿って膨張すること
ができる。つまり、離散的に配置されたターゲットの面
各々からプラズマが自由に膨張し、プラズマの再結合が
強（おこり、高効率で大きな反転分布を生じせしめるこ
とができる。四部３４は、第２のターゲットとして機能
することができる。この四部は、ターゲット凸部表面３
１から適度に後退した位置にあり、離散的ターゲットの
開口部３５を通ってくる励起レーザー光３３により第２
のプラズマ３６を生成する。このプラズマは、時間的に
遅延して噴出するため、これを利用することによりパル
ス状励起用レーザー光を用いても利得を長時間維持する
ことが可能となる。従って、ターゲットを離散的に配置
して自由膨張を可能にすると共に、時間的に遅延したプ
ラズマを発４１；すればプラズマの再結合がより一層長
時間励起され、高効率かつ長い間連続的な反転分布（利
得）を達成することができる。
レーザー光を線状にフォーカスさせた時のプラズマ生成
過程を示す概念図である。まず、パルス状励起用レーザ
ー光３３がターゲット３７に照射されるとターゲットの
凸部３１の各々から高密度プラズマ３２が発生する。タ
ーゲットの同一水準面が離散的に配置されているため、
プラズマは、励起レーザー光３３の線フォーカスの垂直
方向（Ｙ）および長さ方向（Ｘ）に沿って膨張すること
ができる。つまり、離散的に配置されたターゲットの面
各々からプラズマが自由に膨張し、プラズマの再結合が
強（おこり、高効率で大きな反転分布を生じせしめるこ
とができる。四部３４は、第２のターゲットとして機能
することができる。この四部は、ターゲット凸部表面３
１から適度に後退した位置にあり、離散的ターゲットの
開口部３５を通ってくる励起レーザー光３３により第２
のプラズマ３６を生成する。このプラズマは、時間的に
遅延して噴出するため、これを利用することによりパル
ス状励起用レーザー光を用いても利得を長時間維持する
ことが可能となる。従って、ターゲットを離散的に配置
して自由膨張を可能にすると共に、時間的に遅延したプ
ラズマを発４１；すればプラズマの再結合がより一層長
時間励起され、高効率かつ長い間連続的な反転分布（利
得）を達成することができる。
（発明の効果）
本発明のターゲットを使用することにより、再結合レー
ザー媒質の利得を大幅に高くすることが可能になり、ま
た、利得を長時間維持することもできるため、従来より
小型の装置を用いて極めて高い効率でレーザー発振が可
能となった。
ザー媒質の利得を大幅に高くすることが可能になり、ま
た、利得を長時間維持することもできるため、従来より
小型の装置を用いて極めて高い効率でレーザー発振が可
能となった。
（実施例）
以下に本発明の実施例について詳細に説明する。
第１図′は、本発明を実施するための装置全体の構成図
である。Ｎｄ−ガラスレーザー装置１１から発振した励
起用レーザー光（λ＝１．０５３μｌ、パルス幅５ｎｓ
、エネルギー出力４０Ｊ）１２を半透鏡１３で反射させ
て再結合レーザー発振装置１４内に導入する。一方、半
透鏡１３を透過したレーザーはレーザーパワーモニター
１５に入る。
である。Ｎｄ−ガラスレーザー装置１１から発振した励
起用レーザー光（λ＝１．０５３μｌ、パルス幅５ｎｓ
、エネルギー出力４０Ｊ）１２を半透鏡１３で反射させ
て再結合レーザー発振装置１４内に導入する。一方、半
透鏡１３を透過したレーザーはレーザーパワーモニター
１５に入る。
励起用レーザー光は、前記装置１３内に設けられたシリ
ンドリカルレンズ１６により、固体ターゲット１７表面
において５０μｍ以下の線幅をもつようなラインフォー
カスとして集光させる。
ンドリカルレンズ１６により、固体ターゲット１７表面
において５０μｍ以下の線幅をもつようなラインフォー
カスとして集光させる。
第２図は、本発明のアルミ製ターゲットに励起用レーザ
ーをラインフォーカスさせて再結合レーザー（特に、軟
Ｘ線レーザー波長域）の発振が得られる模様を示す概念
図である。同図に示すように、Ａｌｌ製ターゲラ−１７
は励起用レーザー光１２のフォーカスラインに対して凹
凸部の縞と直交するように設置する。凹凸部の形状は、
それぞれ０．２〜１．５鶴程度が好ましい。具体的に、
凸部が１鶴凹部が１鰭の幅のターゲットに励起用レーザ
ーをラインフォーカスし、ターゲット表面から０．２〜
１．５ ｍｍ離れた位置で軟Ｘ線波長領域の分光測定を
行った。この結果、上記の凹凸構造を有するターゲット
の場合、ターゲット表面から０．２ ｍｍ離れたところ
において３本の軟Ｘ線スペクトル（１３，５ｎｓ、
１４．０鰭ｍ、 ｌ ４．５鰭ｍ）のＡＥＳ （自然
光増幅）が観測された。従って、第２図に示すような軟
Ｘ線レーザー波長域の共振器１８．１８’の光軸を調節
して軟Ｘ線レーザーを発振させることができる。一方、
従来の平板状ターゲットを用いた場合には、この照射条
件では上記のＡＥＳは検出されなかった。この差は、明
らかにターゲット構造の相違により生じた結果である。
ーをラインフォーカスさせて再結合レーザー（特に、軟
Ｘ線レーザー波長域）の発振が得られる模様を示す概念
図である。同図に示すように、Ａｌｌ製ターゲラ−１７
は励起用レーザー光１２のフォーカスラインに対して凹
凸部の縞と直交するように設置する。凹凸部の形状は、
それぞれ０．２〜１．５鶴程度が好ましい。具体的に、
凸部が１鶴凹部が１鰭の幅のターゲットに励起用レーザ
ーをラインフォーカスし、ターゲット表面から０．２〜
１．５ ｍｍ離れた位置で軟Ｘ線波長領域の分光測定を
行った。この結果、上記の凹凸構造を有するターゲット
の場合、ターゲット表面から０．２ ｍｍ離れたところ
において３本の軟Ｘ線スペクトル（１３，５ｎｓ、
１４．０鰭ｍ、 ｌ ４．５鰭ｍ）のＡＥＳ （自然
光増幅）が観測された。従って、第２図に示すような軟
Ｘ線レーザー波長域の共振器１８．１８’の光軸を調節
して軟Ｘ線レーザーを発振させることができる。一方、
従来の平板状ターゲットを用いた場合には、この照射条
件では上記のＡＥＳは検出されなかった。この差は、明
らかにターゲット構造の相違により生じた結果である。
すなわち、プラズマの自由膨張が促進され、より強い再
結合状態が生じたためである。また、離散的配置を持つ
第１のターゲット表面から適度に後退した位置（凹部底
）に第２のターゲット表面が配置されているので、第１
の離散的ターゲツト面間の開口部を通ってくる励起レー
ザー光により第２次のプラズマが生成される。このプラ
ズマは、自由膨張を押えられ、しかも、時間的に遅延し
て噴出し、ターゲット最表廁（凸部）に達した後に、自
由膨張を始める。このため、このプラズマは、ターゲッ
ト最表面（凸部）から発生するプラズマより遅れて利Ｉ
Ｊを生ずる。これを利用することにより利得を長時間維
持することもできる。
結合状態が生じたためである。また、離散的配置を持つ
第１のターゲット表面から適度に後退した位置（凹部底
）に第２のターゲット表面が配置されているので、第１
の離散的ターゲツト面間の開口部を通ってくる励起レー
ザー光により第２次のプラズマが生成される。このプラ
ズマは、自由膨張を押えられ、しかも、時間的に遅延し
て噴出し、ターゲット最表廁（凸部）に達した後に、自
由膨張を始める。このため、このプラズマは、ターゲッ
ト最表面（凸部）から発生するプラズマより遅れて利Ｉ
Ｊを生ずる。これを利用することにより利得を長時間維
持することもできる。
ターゲットは、１回の励起用レーザー照射によって損傷
をうけるので各照射毎に新鮮な表面が必要となる。第４
Ａ図および第４Ｂ図は、常に新鮮な照射面が得られるよ
うに工夫した２種類のドラム形状のターゲット４０ａ、
４０ｂを示す概略図である。この２つのドラム状ターゲ
ットは、第３図の断面形状と同じになるように、第４Ａ
図では、外周上に数本の溝４１を形成し、第４Ｂ図は、
励起レーザーのフォーカスラインにそって複数の穴４２
を外周上に加工したものである。
をうけるので各照射毎に新鮮な表面が必要となる。第４
Ａ図および第４Ｂ図は、常に新鮮な照射面が得られるよ
うに工夫した２種類のドラム形状のターゲット４０ａ、
４０ｂを示す概略図である。この２つのドラム状ターゲ
ットは、第３図の断面形状と同じになるように、第４Ａ
図では、外周上に数本の溝４１を形成し、第４Ｂ図は、
励起レーザーのフォーカスラインにそって複数の穴４２
を外周上に加工したものである。
第１図は、本発明を実施するための装置全体の構成図、
第２図は、本発明のターゲットに励起レーザー光が照射
され、軟Ｘ線レーザーが発振される模様を示す概念図、 第３図は、本発明のプラズマ生成過程を示す概念図、 第４Ａ図および第４Ｂ図は、本発明によるドラム形状タ
ーゲットの概略図である。 （符号の説明） １１・・・Ｎｄ−ガラスレーザー装置、１２・・・励起
用レーザー光、 １３・・・半透鏡、 １４・・・載結合（軟Ｘ線）レーザー発振装置、１５・
・・レーザーパワーモニター １６・・・シリンドリカルレンズ、 １７・ ・ ・ターゲット、 ３１・・・ターゲット凸部、 ３２・・・第１のプラズマ、 励起レーザー光、 ターゲット凸部、 開口部、 第２のプラズマ。 図面の浄書（内容に変更なし） 第２図 軟Ｘ線レーザー 図面の浄！（内容に変更なし） 第４Ａ図 第４Ｂ 図 ■、事件の表示 平成１年特許願第７７５２０号 ２、発明の名称 レーザー発振用ターゲット ３、補正をする者 事件との関係 出 願 人 名 称 理 化 学 研 究 所 ４、代 理 人 ５、補正命令の日付 平成１年７月４日 ６、補正の対象 図面 〈第２． ４図〉
され、軟Ｘ線レーザーが発振される模様を示す概念図、 第３図は、本発明のプラズマ生成過程を示す概念図、 第４Ａ図および第４Ｂ図は、本発明によるドラム形状タ
ーゲットの概略図である。 （符号の説明） １１・・・Ｎｄ−ガラスレーザー装置、１２・・・励起
用レーザー光、 １３・・・半透鏡、 １４・・・載結合（軟Ｘ線）レーザー発振装置、１５・
・・レーザーパワーモニター １６・・・シリンドリカルレンズ、 １７・ ・ ・ターゲット、 ３１・・・ターゲット凸部、 ３２・・・第１のプラズマ、 励起レーザー光、 ターゲット凸部、 開口部、 第２のプラズマ。 図面の浄書（内容に変更なし） 第２図 軟Ｘ線レーザー 図面の浄！（内容に変更なし） 第４Ａ図 第４Ｂ 図 ■、事件の表示 平成１年特許願第７７５２０号 ２、発明の名称 レーザー発振用ターゲット ３、補正をする者 事件との関係 出 願 人 名 称 理 化 学 研 究 所 ４、代 理 人 ５、補正命令の日付 平成１年７月４日 ６、補正の対象 図面 〈第２． ４図〉
Claims (1)
- パルス状励起用レーザー光がラインフォーカスされる
ターゲットにおいて、前記励起用レーザー光がラインフ
ォーカスされるターゲット表面に凹部と凸部が形成され
ていることを特徴とするレーザー発振用ターゲット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7752089A JP2711562B2 (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | レーザー発振用ターゲット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7752089A JP2711562B2 (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | レーザー発振用ターゲット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02256285A true JPH02256285A (ja) | 1990-10-17 |
| JP2711562B2 JP2711562B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=13636246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7752089A Expired - Fee Related JP2711562B2 (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | レーザー発振用ターゲット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2711562B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012108655A3 (en) * | 2011-02-09 | 2012-10-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | X-ray generating apparatus and x-ray imaging system having the same |
-
1989
- 1989-03-29 JP JP7752089A patent/JP2711562B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012108655A3 (en) * | 2011-02-09 | 2012-10-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | X-ray generating apparatus and x-ray imaging system having the same |
| KR101239765B1 (ko) * | 2011-02-09 | 2013-03-06 | 삼성전자주식회사 | 엑스레이 발생장치 및 이를 포함하는 엑스레이 촬영 시스템 |
| US8861686B2 (en) | 2011-02-09 | 2014-10-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | X-ray generating apparatus and X-ray imaging system having the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2711562B2 (ja) | 1998-02-10 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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