JP2001176694A - 光パルスビーム発生装置及びｘ線発生装置 - Google Patents
光パルスビーム発生装置及びｘ線発生装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高周波電気信号に高精度に同期した光パルス
ビームを発生することが可能な光パルスビーム発生装置
を提供する。 【解決手段】 第１のパルスレーザ発振器が、パルスの
繰り返し周波数が第１の周波数であり、波長が第１の波
長である第１の光パルスビームを出力する。電気信号発
生器が、第１の光パルスビームを受け、第１の周波数を
有する第１の電気信号を出力する。分周器が、第１の電
気信号を分周し、第１の周波数よりも低い第２の周波数
を有する第２の電気信号を発生する。第２のパルスレー
ザ発振器が、第２の電気信号に同期し、パルスの繰り返
し周波数が第２の周波数であり、波長が第１の波長と異
なる第２の波長である第２の光パルスビームを出力す
る。光混合器が、第２の光パルスビームをゲート信号と
し、第１の光パルスビームに同期した第３の光パルスビ
ームを出力する。
ビームを発生することが可能な光パルスビーム発生装置
を提供する。 【解決手段】 第１のパルスレーザ発振器が、パルスの
繰り返し周波数が第１の周波数であり、波長が第１の波
長である第１の光パルスビームを出力する。電気信号発
生器が、第１の光パルスビームを受け、第１の周波数を
有する第１の電気信号を出力する。分周器が、第１の電
気信号を分周し、第１の周波数よりも低い第２の周波数
を有する第２の電気信号を発生する。第２のパルスレー
ザ発振器が、第２の電気信号に同期し、パルスの繰り返
し周波数が第２の周波数であり、波長が第１の波長と異
なる第２の波長である第２の光パルスビームを出力す
る。光混合器が、第２の光パルスビームをゲート信号と
し、第１の光パルスビームに同期した第３の光パルスビ
ームを出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光パルスビーム発
生装置及びそれを用いたＸ線発生装置に関し、特に高い
周波数の電気信号に同期した光パルスビームを発生する
光分周器及びＸ線発生装置に関する。
生装置及びそれを用いたＸ線発生装置に関し、特に高い
周波数の電気信号に同期した光パルスビームを発生する
光分周器及びＸ線発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４を参照し、Ｘ線発生装置を例にとっ
て、従来の光パルスビームの発生装置について説明す
る。
て、従来の光パルスビームの発生装置について説明す
る。
【０００３】図４は、従来のＸ線発生装置のブロック図
を示す。基準信号発生器１００が、周波数２８５６ＭＨ
ｚの正弦波基準信号ｓｉｇ10を発生する。分周器１０１
が、基準信号ｓｉｇ10を２４分周して、周波数が１１９
ＭＨｚの電気信号ｓｉｇ11を出力する。分周器１０３
が、電気信号ｓｉｇ11を分周して、周波数が１００Ｈｚ
の電気信号ｓｉｇ12を出力する。
を示す。基準信号発生器１００が、周波数２８５６ＭＨ
ｚの正弦波基準信号ｓｉｇ10を発生する。分周器１０１
が、基準信号ｓｉｇ10を２４分周して、周波数が１１９
ＭＨｚの電気信号ｓｉｇ11を出力する。分周器１０３
が、電気信号ｓｉｇ11を分周して、周波数が１００Ｈｚ
の電気信号ｓｉｇ12を出力する。
【０００４】レーザ発振器１０２が、電気信号ｓｉｇ11
に同期して、パルスの繰り返し周波数が１１９ＭＨｚの
光パルスビームｐｌ10を出力する。パルスセレクタ１０
４が、電気信号ｓｉｇ12に基づいて光パルスビームｐｌ
10のパルスを間引く。これにより、パルスの繰り返し周
波数が１００Ｈｚの光パルスビームｐｌ11が得られる。
に同期して、パルスの繰り返し周波数が１１９ＭＨｚの
光パルスビームｐｌ10を出力する。パルスセレクタ１０
４が、電気信号ｓｉｇ12に基づいて光パルスビームｐｌ
10のパルスを間引く。これにより、パルスの繰り返し周
波数が１００Ｈｚの光パルスビームｐｌ11が得られる。
【０００５】再生増幅器１０５及び主増幅器１０６が、
光パルスビームｐｌ11を増幅し、増幅された光パルスビ
ームｐｌ12を出力する。電気信号ｓｉｇ12が、再生増幅
器１０５及び主増幅器１０６のレーザ媒質の励起光光源
のゲート信号として用いられる。パルスセレクタ１０４
で、繰り返し周波数１１９ＭＨｚの光パルスビームｐｌ
10を間引いて、繰り返し周波数１００Ｈｚの光パルスビ
ームｐｌ11に変換するのは、繰り返し周波数の高い光パ
ルスビームをそのまま増幅するのが困難だからである。
パルスセレクタ１０４は、例えばポッケルスセルを用い
て構成される。
光パルスビームｐｌ11を増幅し、増幅された光パルスビ
ームｐｌ12を出力する。電気信号ｓｉｇ12が、再生増幅
器１０５及び主増幅器１０６のレーザ媒質の励起光光源
のゲート信号として用いられる。パルスセレクタ１０４
で、繰り返し周波数１１９ＭＨｚの光パルスビームｐｌ
10を間引いて、繰り返し周波数１００Ｈｚの光パルスビ
ームｐｌ11に変換するのは、繰り返し周波数の高い光パ
ルスビームをそのまま増幅するのが困難だからである。
パルスセレクタ１０４は、例えばポッケルスセルを用い
て構成される。
【０００６】電源１０７が、基準信号ｓｉｇ10に基づい
て電子加速器１０８の加速電界発生のための高周波信号
ｓｉｇ13を出力する。高周波信号ｓｉｇ13は、基準信号
ｓｉｇ10に同期した周波数２８５６ＭＨｚの信号を、電
気信号ｓｉｇ12に基づいて生成された１００Ｈｚのゲー
ト信号により変調された信号である。すなわち、電子加
速器１０８に、加速用電力が間欠的に入力される。
て電子加速器１０８の加速電界発生のための高周波信号
ｓｉｇ13を出力する。高周波信号ｓｉｇ13は、基準信号
ｓｉｇ10に同期した周波数２８５６ＭＨｚの信号を、電
気信号ｓｉｇ12に基づいて生成された１００Ｈｚのゲー
ト信号により変調された信号である。すなわち、電子加
速器１０８に、加速用電力が間欠的に入力される。
【０００７】電子加速器１０８は、電子銃から放出され
た電子ビームを加速し、パルスの繰り返し周波数が１０
０Ｈｚの電子パルスビームｐｅ10を出力する。冷却水温
度制御装置１０９が、電子加速器１０８に供給される冷
却水の温度を調節する。加速空洞の温度が一定に保たれ
ることにより、その共鳴周波数の変動が防止される。
た電子ビームを加速し、パルスの繰り返し周波数が１０
０Ｈｚの電子パルスビームｐｅ10を出力する。冷却水温
度制御装置１０９が、電子加速器１０８に供給される冷
却水の温度を調節する。加速空洞の温度が一定に保たれ
ることにより、その共鳴周波数の変動が防止される。
【０００８】電子パルスビームｐｅ10に、光パルスビー
ムｐｌ12が衝突する。この衝突により、パルス幅が短
く、かつ単色のＸ線パルスビームｐｘ10が発生する。
ムｐｌ12が衝突する。この衝突により、パルス幅が短
く、かつ単色のＸ線パルスビームｐｘ10が発生する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】周波数２８５６ＭＨｚ
の高周波電界で加速された電子パルスビームｐｅ10のパ
ルス幅は約１ｐｓである。これに対し、分周器１０１に
より生成される電気パルス信号ｓｉｇ11のパルスは、時
間軸上で２ｐｓ程度のゆらぎをもっている。このゆらぎ
を持った電気パルス信号ｓｉｇ11に同期して放出される
光パルスビームｐｌ10も同程度のゆらぎを持っている。
このため、電子パルスビームｐｅ10と光パルスビームｐ
ｌ12との衝突確率が非常に低くなる。また、電子加速器
１０８を駆動する大電力電気信号によって電磁ノイズが
発生し、基準信号ｓｉｇ10の安定度が低下する。これに
より、システム全体の精度が悪くなる場合がある。
の高周波電界で加速された電子パルスビームｐｅ10のパ
ルス幅は約１ｐｓである。これに対し、分周器１０１に
より生成される電気パルス信号ｓｉｇ11のパルスは、時
間軸上で２ｐｓ程度のゆらぎをもっている。このゆらぎ
を持った電気パルス信号ｓｉｇ11に同期して放出される
光パルスビームｐｌ10も同程度のゆらぎを持っている。
このため、電子パルスビームｐｅ10と光パルスビームｐ
ｌ12との衝突確率が非常に低くなる。また、電子加速器
１０８を駆動する大電力電気信号によって電磁ノイズが
発生し、基準信号ｓｉｇ10の安定度が低下する。これに
より、システム全体の精度が悪くなる場合がある。
【００１０】本発明の目的は、高周波電気信号に高精度
に同期した光パルスビームを発生することが可能な光パ
ルスビーム発生装置を提供することである。
に同期した光パルスビームを発生することが可能な光パ
ルスビーム発生装置を提供することである。
【００１１】本発明の他の目的は、電子パルスビームと
光パルスビームとを高確率で衝突させてＸ線を発生させ
るＸ線発生装置に関する。
光パルスビームとを高確率で衝突させてＸ線を発生させ
るＸ線発生装置に関する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、パルスの繰り返し周波数が第１の周波数であり、波
長が第１の波長である第１の光パルスビームを出力する
第１のパルスレーザ発振器と、前記第１のパルスレーザ
発振器から出力された第１の光パルスビームを受け、前
記第１の周波数を有する第１の電気信号を出力する電気
信号発生器と、前記電気信号発生器から出力された第１
の電気信号を分周し、前記第１の周波数よりも低い第２
の周波数を有する第２の電気信号を発生する分周器と、
前記分周器から出力された第２の電気信号に同期し、パ
ルスの繰り返し周波数が前記第２の周波数であり、波長
が前記第１の波長と異なる第２の波長である第２の光パ
ルスビームを出力する第２のパルスレーザ発振器と、前
記第１の光パルスビームと第２の光パルスビームとを受
け、前記第２の光パルスビームをゲート信号とし、前記
第１の光パルスビームに同期した第３の光パルスビーム
を出力する光混合器とを有する光パルスビーム発生装置
が提供される。
と、パルスの繰り返し周波数が第１の周波数であり、波
長が第１の波長である第１の光パルスビームを出力する
第１のパルスレーザ発振器と、前記第１のパルスレーザ
発振器から出力された第１の光パルスビームを受け、前
記第１の周波数を有する第１の電気信号を出力する電気
信号発生器と、前記電気信号発生器から出力された第１
の電気信号を分周し、前記第１の周波数よりも低い第２
の周波数を有する第２の電気信号を発生する分周器と、
前記分周器から出力された第２の電気信号に同期し、パ
ルスの繰り返し周波数が前記第２の周波数であり、波長
が前記第１の波長と異なる第２の波長である第２の光パ
ルスビームを出力する第２のパルスレーザ発振器と、前
記第１の光パルスビームと第２の光パルスビームとを受
け、前記第２の光パルスビームをゲート信号とし、前記
第１の光パルスビームに同期した第３の光パルスビーム
を出力する光混合器とを有する光パルスビーム発生装置
が提供される。
【００１３】第３の光パルスビームは、第１の光パルス
ビームに同期する。第２の光パルスビームは、ゲート信
号として用いられるのみであるため、第３の光パルスビ
ームが第１の光パルスビームに同期する精度は、分周器
の分周精度に影響されない。第１の電気信号も、第１の
光パルスビームに同期し、その同期精度は分周器の影響
を受けない。このため、第３の光パルスビームと第１の
電気信号とが高精度に同期する。基準信号が第１の光パ
ルスビームであるため、電磁ノイズの影響を受けにく
い。
ビームに同期する。第２の光パルスビームは、ゲート信
号として用いられるのみであるため、第３の光パルスビ
ームが第１の光パルスビームに同期する精度は、分周器
の分周精度に影響されない。第１の電気信号も、第１の
光パルスビームに同期し、その同期精度は分周器の影響
を受けない。このため、第３の光パルスビームと第１の
電気信号とが高精度に同期する。基準信号が第１の光パ
ルスビームであるため、電磁ノイズの影響を受けにく
い。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１〜３を参照して、本発明の実
施例によるＸ線発生装置について説明する。
施例によるＸ線発生装置について説明する。
【００１５】図１は、実施例によるＸ線発生装置のブロ
ック図を示す。基準光パルス発生器１が、基準光パルス
ビームｐｌ0を出力する。基準光パルスビームｐｌ0は、
パルスの繰り返し周波数２８５６ＭＨｚ、波長８６５ｎ
ｍのレーザパルスビームである。基準光パルス発振器１
として、例えばチタンサファイア（Ｔｉ：Ｓａｐｐｈｉ
ｒｅ）レーザ発振器が用いられる。なお、その他に、Ｃ
ｒ：ＬｉＳＡＦレーザ発振器や半導体レーザ発振器を用
いることも可能である。基準光パルス発生器１から放出
された基準光パルスビームｐｌ0は、部分透過ミラーに
より２つのビームに分割される。一方のビームが光検出
器２に入射し、他方のビームが光混合器１０に入射す
る。
ック図を示す。基準光パルス発生器１が、基準光パルス
ビームｐｌ0を出力する。基準光パルスビームｐｌ0は、
パルスの繰り返し周波数２８５６ＭＨｚ、波長８６５ｎ
ｍのレーザパルスビームである。基準光パルス発振器１
として、例えばチタンサファイア（Ｔｉ：Ｓａｐｐｈｉ
ｒｅ）レーザ発振器が用いられる。なお、その他に、Ｃ
ｒ：ＬｉＳＡＦレーザ発振器や半導体レーザ発振器を用
いることも可能である。基準光パルス発生器１から放出
された基準光パルスビームｐｌ0は、部分透過ミラーに
より２つのビームに分割される。一方のビームが光検出
器２に入射し、他方のビームが光混合器１０に入射す
る。
【００１６】光検出器２は、基準光パルスビームｐｌ0
を検出し、パルスの繰り返し周波数が２８５６ＭＨｚの
電気パルス信号ｓｉｇ0に変換する。電気パルス信号ｓ
ｉｇ0は、バンドパスフィルタ３により、周波数２８５
６ＭＨｚの正弦波形の電気信号ｓｉｇ1に変換される。
を検出し、パルスの繰り返し周波数が２８５６ＭＨｚの
電気パルス信号ｓｉｇ0に変換する。電気パルス信号ｓ
ｉｇ0は、バンドパスフィルタ３により、周波数２８５
６ＭＨｚの正弦波形の電気信号ｓｉｇ1に変換される。
【００１７】分周器４が、電気信号ｓｉｇ1を分周し、
周波数１００Ｈｚの正弦波形の電気信号ｓｉｇ2を生成
する。炭酸ガスレーザ発振器５が、電気信号ｓｉｇ2を
トリガ信号として、パルスの繰り返し周波数１００Ｈ
ｚ、波長１０６００ｎｍの光パルスビームｐｌ1を放出
する。
周波数１００Ｈｚの正弦波形の電気信号ｓｉｇ2を生成
する。炭酸ガスレーザ発振器５が、電気信号ｓｉｇ2を
トリガ信号として、パルスの繰り返し周波数１００Ｈ
ｚ、波長１０６００ｎｍの光パルスビームｐｌ1を放出
する。
【００１８】光混合器１０が、基準光パルスビームｐｌ
0と光パルスビームｐｌ1とを混合し、パルスの繰り返し
周波数１００Ｈｚ、波長８００ｎｍの光パルスビームｐ
ｌ2を出力する。以下、図２及び図３を参照して、光混
合器１０の構成及び動作について説明する。
0と光パルスビームｐｌ1とを混合し、パルスの繰り返し
周波数１００Ｈｚ、波長８００ｎｍの光パルスビームｐ
ｌ2を出力する。以下、図２及び図３を参照して、光混
合器１０の構成及び動作について説明する。
【００１９】図２は、光混合器１０の概略図を示す。基
準光パルス信号ｐｌ0が、部分透過鏡１５を透過して、
非線形光学結晶１６に入射する。光パルスビームｐｌ1
が、部分透過鏡１５により反射し、非線形光学結晶１６
に入射する。非線形光学結晶１６は、例えばＡｇＧａＳ
2結晶である。このようにして、基準光パルスビームｐ
ｌ0と光パルスビームｐｌ1とが、非線形光学結晶１６内
で重ね合わされる。
準光パルス信号ｐｌ0が、部分透過鏡１５を透過して、
非線形光学結晶１６に入射する。光パルスビームｐｌ1
が、部分透過鏡１５により反射し、非線形光学結晶１６
に入射する。非線形光学結晶１６は、例えばＡｇＧａＳ
2結晶である。このようにして、基準光パルスビームｐ
ｌ0と光パルスビームｐｌ1とが、非線形光学結晶１６内
で重ね合わされる。
【００２０】２つの光パルスビームが重ね合わされるこ
とにより、両者の周波数（ここでいう周波数は、パルス
の繰り返し周波数ではなく、光の周波数である）の和及
び差に相当する周波数を持った光パルスビームが得られ
る。本実施例の場合には、波長８６５ｎｍの光と波長１
０６００ｎｍの光が重ね合わされることにより、波長８
００ｎｍの光パルスビームが得られる。
とにより、両者の周波数（ここでいう周波数は、パルス
の繰り返し周波数ではなく、光の周波数である）の和及
び差に相当する周波数を持った光パルスビームが得られ
る。本実施例の場合には、波長８６５ｎｍの光と波長１
０６００ｎｍの光が重ね合わされることにより、波長８
００ｎｍの光パルスビームが得られる。
【００２１】非線形光学結晶１６を透過した光パルスビ
ームが、バンドパスフィルタ１７に入射する。バンドパ
スフィルタ１７は、波長８００ｎｍの光を透過させ、波
長８６５ｎｍ及び波長１０６００ｎｍの光を遮蔽する。
従って、波長８００ｎｍの光パルスビームｐｌ2が得ら
れる。
ームが、バンドパスフィルタ１７に入射する。バンドパ
スフィルタ１７は、波長８００ｎｍの光を透過させ、波
長８６５ｎｍ及び波長１０６００ｎｍの光を遮蔽する。
従って、波長８００ｎｍの光パルスビームｐｌ2が得ら
れる。
【００２２】図３は、基準光パルスビームｐｌ0、光パ
ルスビームｐｌ1、及びｐｌ2の波形のタイミングチャー
トを示す。基準光パルスビームｐｌ0のパルス幅は約１
００ｆｓであり、パルス間隔は約３５０ｐｓである。光
パルスビームｐｌ1のパルス幅は約１０ｐｓであり、パ
ルス間隔は１０ｍｓである。
ルスビームｐｌ1、及びｐｌ2の波形のタイミングチャー
トを示す。基準光パルスビームｐｌ0のパルス幅は約１
００ｆｓであり、パルス間隔は約３５０ｐｓである。光
パルスビームｐｌ1のパルス幅は約１０ｐｓであり、パ
ルス間隔は１０ｍｓである。
【００２３】光パルスビームｐｌ1は、基準光パルスビ
ームｐｌ0に同期しているため、理想的には、光パルス
ビームｐｌ1のパルスのピーク位置が、基準光パルスビ
ームｐｌ0のパルスのピーク位置に一致する。ところ
が、図１に示す分周器４の分周精度が十分でないため、
電気信号ｓｉｇ2にジッタが生ずる。現在の技術で、こ
のジッタを±２ｐｓの範囲内に収めることが可能であ
る。このジッタのために、光パルスビームｐｌ1のパル
スのピークが、基準光パルスビームｐｌ0のパルスのピ
ークの位置から２ｐｓ程度ずれる場合がある。
ームｐｌ0に同期しているため、理想的には、光パルス
ビームｐｌ1のパルスのピーク位置が、基準光パルスビ
ームｐｌ0のパルスのピーク位置に一致する。ところ
が、図１に示す分周器４の分周精度が十分でないため、
電気信号ｓｉｇ2にジッタが生ずる。現在の技術で、こ
のジッタを±２ｐｓの範囲内に収めることが可能であ
る。このジッタのために、光パルスビームｐｌ1のパル
スのピークが、基準光パルスビームｐｌ0のパルスのピ
ークの位置から２ｐｓ程度ずれる場合がある。
【００２４】光パルスビームｐｌ1のパルス幅１０ｐｓ
が、ピーク位置の最大ずれ量２ｐｓに比べて十分大きい
ため、光パルスビームｐｌ1の一つのパルスが、基準光
パルスビームｐｌ0の一つのパルスに余裕を持って重な
る。両者の重なる位置に、光パルスビームｐｌ2のパル
スが現れる。すなわち、光パルスビームｐｌ1がゲート
信号として用いられ、光パルスビームｐｌ2は基準光パ
ルスビームｐｌ0に同期する。このため、光パルスビー
ムｐｌ1のパルス位置が時間軸上でゆらいだとしても、
光パルスビームｐｌ2のパルス位置は、基準光パルスビ
ームｐｌ0のパルス位置にほぼ一致する。このため、分
周器４の分周精度に影響されることなく、光パルスビー
ムｐｌ2を基準光パルスビームｐｌ0に高精度に同期させ
ることができる。
が、ピーク位置の最大ずれ量２ｐｓに比べて十分大きい
ため、光パルスビームｐｌ1の一つのパルスが、基準光
パルスビームｐｌ0の一つのパルスに余裕を持って重な
る。両者の重なる位置に、光パルスビームｐｌ2のパル
スが現れる。すなわち、光パルスビームｐｌ1がゲート
信号として用いられ、光パルスビームｐｌ2は基準光パ
ルスビームｐｌ0に同期する。このため、光パルスビー
ムｐｌ1のパルス位置が時間軸上でゆらいだとしても、
光パルスビームｐｌ2のパルス位置は、基準光パルスビ
ームｐｌ0のパルス位置にほぼ一致する。このため、分
周器４の分周精度に影響されることなく、光パルスビー
ムｐｌ2を基準光パルスビームｐｌ0に高精度に同期させ
ることができる。
【００２５】図１に戻って説明を続ける。光パルスビー
ムｐｌ2が、再生増幅器１１及び主増幅器１２により増
幅され、光パルスビームｐｌ3が得られる。光パルスビ
ームｐｌ3は、約１００ｍＪ／パルスのエネルギを有す
る。再生増幅器１１及び主増幅器１２は、例えばチタン
サファイア結晶を用いた光増幅器である。再生増幅器１
１及び主増幅器１２は、電気信号ｓｉｇ2に同期させて
励起用光源を動作させる。このようにして、基準光パル
スビームｐｌ0に高精度に同期した繰り返し周波数１０
０Ｈｚの光パルスビームｐｌ3が得られる。
ムｐｌ2が、再生増幅器１１及び主増幅器１２により増
幅され、光パルスビームｐｌ3が得られる。光パルスビ
ームｐｌ3は、約１００ｍＪ／パルスのエネルギを有す
る。再生増幅器１１及び主増幅器１２は、例えばチタン
サファイア結晶を用いた光増幅器である。再生増幅器１
１及び主増幅器１２は、電気信号ｓｉｇ2に同期させて
励起用光源を動作させる。このようにして、基準光パル
スビームｐｌ0に高精度に同期した繰り返し周波数１０
０Ｈｚの光パルスビームｐｌ3が得られる。
【００２６】電源２０に、電気信号ｓｉｇ1が入力され
る。電源２０は、電気信号ｓｉｇ1に同期した周波数２
８５６ＭＨｚの高周波電気信号ｓｉｇ3を間欠的に出力
する。電気信号ｓｉｇ2に同期して、パルスの繰り返し
周波数１００Ｈｚのゲート信号が生成される。このゲー
ト信号に基づいて、電気信号ｓｉｇ3が間欠的に出力さ
れる。
る。電源２０は、電気信号ｓｉｇ1に同期した周波数２
８５６ＭＨｚの高周波電気信号ｓｉｇ3を間欠的に出力
する。電気信号ｓｉｇ2に同期して、パルスの繰り返し
周波数１００Ｈｚのゲート信号が生成される。このゲー
ト信号に基づいて、電気信号ｓｉｇ3が間欠的に出力さ
れる。
【００２７】電子銃２２が、電子ビームｐｅ1を出射す
る。電子ビームｐｅ1は、パルスの繰り返し周波数が１
００Ｈｚのパルスビームである。電子銃２２が、電気信
号ｓｉｇ2に同期させて電子パルスビームを出射する。
る。電子ビームｐｅ1は、パルスの繰り返し周波数が１
００Ｈｚのパルスビームである。電子銃２２が、電気信
号ｓｉｇ2に同期させて電子パルスビームを出射する。
【００２８】電子加速器２１が、電子ビームｐｅ1を加
速する。電子加速器２１は、例えば電子ビームの進行方
向に並んだ複数の加速空洞を有する線形加速器である。
電気信号ｓｉｇ3により、加速空洞内に加速電界が発生
する。加速電界によって加速された電子パルスビームｐ
ｅ2が得られる。電気信号ｓｉｇ3は、基準光パルスビー
ムｐｌ0に同期しているため、電子パルスビームｐｅ
2も、基準光パルスビームｐｌ0に高精度に同期する。
速する。電子加速器２１は、例えば電子ビームの進行方
向に並んだ複数の加速空洞を有する線形加速器である。
電気信号ｓｉｇ3により、加速空洞内に加速電界が発生
する。加速電界によって加速された電子パルスビームｐ
ｅ2が得られる。電気信号ｓｉｇ3は、基準光パルスビー
ムｐｌ0に同期しているため、電子パルスビームｐｅ
2も、基準光パルスビームｐｌ0に高精度に同期する。
【００２９】分周器４から出力された電気信号ｓｉｇ2
は、電源２０でゲート信号として用いられるのみである
ため、電気信号ｓｉｇ2のジッタは、電子パルスビーム
ｐｅ2のゆらぎの原因にはならない。
は、電源２０でゲート信号として用いられるのみである
ため、電気信号ｓｉｇ2のジッタは、電子パルスビーム
ｐｅ2のゆらぎの原因にはならない。
【００３０】主増幅器１２で増幅された光パルスビーム
ｐｌ3を、電子加速器２１で加速された電子パルスビー
ムｐｅ2に衝突させると、逆コンプトン散乱過程により
エネルギ分解能の高い単色のＸ線パルスビームｐｘ0が
発生する。このＸ線パルスビームｐｘ0のパルス幅はフ
ェムト秒のオーダになる。光パルスビームｐｌ3及び電
子パルスビームｐｅ2は、共に基準光パルスビームｐｌ0
に高精度に同期しているため、両者の衝突確率を高める
ことができる。
ｐｌ3を、電子加速器２１で加速された電子パルスビー
ムｐｅ2に衝突させると、逆コンプトン散乱過程により
エネルギ分解能の高い単色のＸ線パルスビームｐｘ0が
発生する。このＸ線パルスビームｐｘ0のパルス幅はフ
ェムト秒のオーダになる。光パルスビームｐｌ3及び電
子パルスビームｐｅ2は、共に基準光パルスビームｐｌ0
に高精度に同期しているため、両者の衝突確率を高める
ことができる。
【００３１】また、上記実施例では、基準光パルスビー
ムを基準信号とするため、電気信号を基準信号とする場
合に比べて、電磁ノイズによる影響を受けにくい。
ムを基準信号とするため、電気信号を基準信号とする場
合に比べて、電磁ノイズによる影響を受けにくい。
【００３２】制御手段２５が、電子加速器２１の加速空
洞に入射する高周波電気信号ｓｉｇ 3の反射波の大きさ
を監視する。制御手段２５は、反射波の強度がある基準
値よりも大きくならないように、基準光パルスビームｐ
ｌ0のパルスの繰り返し周波数を微調整する。基準光パ
ルスビームｐｌ0の繰り返し周波数を、加速空洞の熱膨
張等による共振周波数の変動に追随させることにより、
反射波の増加を防止することができる。繰り返し周波数
の微調整は、例えば、基準光パルス発生器１の光共振器
長を調節することにより行われる。
洞に入射する高周波電気信号ｓｉｇ 3の反射波の大きさ
を監視する。制御手段２５は、反射波の強度がある基準
値よりも大きくならないように、基準光パルスビームｐ
ｌ0のパルスの繰り返し周波数を微調整する。基準光パ
ルスビームｐｌ0の繰り返し周波数を、加速空洞の熱膨
張等による共振周波数の変動に追随させることにより、
反射波の増加を防止することができる。繰り返し周波数
の微調整は、例えば、基準光パルス発生器１の光共振器
長を調節することにより行われる。
【００３３】基準光パルスビームｐｌ0の繰り返し周波
数が変化すると、それに追随して光パルスビームｐｌ3
及び電子パルスビームｐｅ2の繰り返し周波数も変動す
る。このため、両者の衝突確率は低下しない。通常の電
子加速器では、反射波が大きくならないように加速空洞
の壁を冷却水で冷却する。本実施例の場合には、基準光
パルスビームｐｌ0の繰り返し周波数を微調整すること
により反射波を少なくするため、加速空洞の壁の温度制
御を厳密に行う必要がなく、単に冷却すれば十分であ
る。
数が変化すると、それに追随して光パルスビームｐｌ3
及び電子パルスビームｐｅ2の繰り返し周波数も変動す
る。このため、両者の衝突確率は低下しない。通常の電
子加速器では、反射波が大きくならないように加速空洞
の壁を冷却水で冷却する。本実施例の場合には、基準光
パルスビームｐｌ0の繰り返し周波数を微調整すること
により反射波を少なくするため、加速空洞の壁の温度制
御を厳密に行う必要がなく、単に冷却すれば十分であ
る。
【００３４】上述の実施例によるＸ線発生装置で得られ
るＸ線パルスビームｐｘ0は、パルス幅が短く、かつ単
色である。このＸ線パルスビームｐｘ0を用いることに
より、例えば、タービンのキズの有無の検査を、タービ
ンを稼動させたまま行うことが可能になるであろう。
るＸ線パルスビームｐｘ0は、パルス幅が短く、かつ単
色である。このＸ線パルスビームｐｘ0を用いることに
より、例えば、タービンのキズの有無の検査を、タービ
ンを稼動させたまま行うことが可能になるであろう。
【００３５】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基準光パルスビームに同期して高周波電気信号を生成す
るとともに、基準光パルスビームに同期して、パルスの
繰り返し周波数の低い光パルスビームを生成する。この
ため、高周波電気信号と光パルスビームとを高精度に同
期させることができる。
基準光パルスビームに同期して高周波電気信号を生成す
るとともに、基準光パルスビームに同期して、パルスの
繰り返し周波数の低い光パルスビームを生成する。この
ため、高周波電気信号と光パルスビームとを高精度に同
期させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例によるＸ線発生装置のブロック
図である。
図である。
【図２】光混合器の概略図である。
【図３】光パルスビームのパルスのタイミングチャート
である。
である。
【図４】従来のＸ線発生装置のブロック図である。
１ 基準光パルス発生器 ２ 光検出器 ３ フィルタ ４ 分周器 ５ 炭酸ガスレーザ発振器 １０ 光混合器 １１ 再生増幅器 １２ 主増幅器 １５ 部分透過鏡 １６ 非線形光学結晶 １７ バンドパスフィルタ ２０ 電源 ２１ 電子加速器 ２２ 電子銃 ２５ 制御手段
Claims (5)
- 【請求項１】 パルスの繰り返し周波数が第１の周波数
であり、波長が第１の波長である第１の光パルスビーム
を出力する第１のパルスレーザ発振器と、 前記第１のパルスレーザ発振器から出力された第１の光
パルスビームを受け、前記第１の周波数を有する第１の
電気信号を出力する電気信号発生器と、 前記電気信号発生器から出力された第１の電気信号を分
周し、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有す
る第２の電気信号を発生する分周器と、 前記分周器から出力された第２の電気信号に同期し、パ
ルスの繰り返し周波数が前記第２の周波数であり、波長
が前記第１の波長と異なる第２の波長である第２の光パ
ルスビームを出力する第２のパルスレーザ発振器と、 前記第１の光パルスビームと第２の光パルスビームとを
受け、前記第２の光パルスビームをゲート信号とし、前
記第１の光パルスビームに同期した第３の光パルスビー
ムを出力する光混合器とを有する光パルスビーム発生装
置。 - 【請求項２】 前記光混合器が、 前記第１の光パルスビームと第２の光パルスビームとを
受け、前記第１の波長及び第２の波長のいずれとも異な
る第３の波長に変換する非線形光学結晶と、 前記非線形光学結晶から出力された光パルスビームのう
ち、前記第１及び第２の波長の光パルスビームを透過さ
せず、前記第３の波長の光パルスビームを透過させ、前
記第３の光パルスビームを生成する光学フィルタとを含
む請求項１に記載の光パルスビーム発生装置。 - 【請求項３】 パルスの繰り返し周波数が第１の周波数
であり、波長が第１の波長である第１の光パルスビーム
を出力する第１のパルスレーザ発振器と、 前記第１のパルスレーザ発振器から出力された第１の光
パルスビームを受け、前記第１の周波数を有する第１の
電気信号を出力する電気信号発生器と、 前記電気信号発生器から出力された第１の電気信号を分
周し、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有す
る第２の電気信号を発生する分周器と、 前記第１の電気信号に同期した電子パルスビームを出力
する電子ビーム発生器と、 前記分周器から出力された第２の電気信号に同期し、パ
ルスの繰り返し周波数が前記第２の周波数であり、波長
が前記第１の波長と異なる第２の波長である第２の光パ
ルスビームを出力する第２のパルスレーザ発振器と、 前記第１の光パルスビームと第２の光パルスビームとを
受け、前記第１及び第２の光パルスビームの双方に同期
して、パルスの繰り返し周波数が前記第２の周波数であ
る第３の光パルスビームを出力する光混合器と、 前記第３の光パルスビームが前記電子パルスビームに衝
突するように前記第３のパルスビームを伝搬させる光学
系とを有するＸ線発生装置。 - 【請求項４】 前記光学系が、前記第３のパルスビーム
を増幅する光増幅器を含む請求項３に記載のＸ線発生装
置。 - 【請求項５】 前記電子ビーム発生器に、前記第１の電
気信号に同期した第３の電気信号が入力され、 さらに、前記電子ビーム発生器に入力された第３の電気
信号の反射波を監視し、反射波の強度に応じて前記第１
のパルスレーザ発振器のパルスの繰り返し周波数を調整
する制御手段を有する請求項３または４に記載のＸ線発
生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35590699A JP2001176694A (ja) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | 光パルスビーム発生装置及びｘ線発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35590699A JP2001176694A (ja) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | 光パルスビーム発生装置及びｘ線発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001176694A true JP2001176694A (ja) | 2001-06-29 |
Family
ID=18446344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35590699A Withdrawn JP2001176694A (ja) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | 光パルスビーム発生装置及びｘ線発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001176694A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006121126A1 (ja) * | 2005-05-12 | 2006-11-16 | Ihi Corporation | 多色ｘ線発生装置 |
| JP2009016147A (ja) * | 2007-07-04 | 2009-01-22 | Ihi Corp | Ｘ線計測装置及びｘ線計測方法 |
| US7577236B2 (en) | 2005-05-12 | 2009-08-18 | Ihi Corporation | Device for switching/generating x-rays for diagnosis and curing |
| JP2012078359A (ja) * | 2011-11-01 | 2012-04-19 | Ihi Corp | Ｘ線計測装置及びｘ線計測方法 |
-
1999
- 1999-12-15 JP JP35590699A patent/JP2001176694A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006121126A1 (ja) * | 2005-05-12 | 2006-11-16 | Ihi Corporation | 多色ｘ線発生装置 |
| US7577236B2 (en) | 2005-05-12 | 2009-08-18 | Ihi Corporation | Device for switching/generating x-rays for diagnosis and curing |
| US7724876B2 (en) | 2005-05-12 | 2010-05-25 | Ihi Corporation | Multi-color X-ray generator |
| JP2009016147A (ja) * | 2007-07-04 | 2009-01-22 | Ihi Corp | Ｘ線計測装置及びｘ線計測方法 |
| JP2012078359A (ja) * | 2011-11-01 | 2012-04-19 | Ihi Corp | Ｘ線計測装置及びｘ線計測方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070306 |