JP2002323566A - X-ray pulse width measuring method and device using hydrated electron generation - Google Patents

X-ray pulse width measuring method and device using hydrated electron generation

Info

Publication number
JP2002323566A
JP2002323566A JP2001131153A JP2001131153A JP2002323566A JP 2002323566 A JP2002323566 A JP 2002323566A JP 2001131153 A JP2001131153 A JP 2001131153A JP 2001131153 A JP2001131153 A JP 2001131153A JP 2002323566 A JP2002323566 A JP 2002323566A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulse
ray
laser light
ray pulse
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001131153A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Kondo
建一 近藤
Kazutaka Nakamura
一隆 中村
Yoichiro Hironaka
陽一郎 弘中
Bunichi Saito
文一 斎藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Science and Technology Agency
Original Assignee
Japan Science and Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Science and Technology Corp filed Critical Japan Science and Technology Corp
Priority to JP2001131153A priority Critical patent/JP2002323566A/en
Publication of JP2002323566A publication Critical patent/JP2002323566A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray pulse width measuring method and device capable of measuring the pulse width of an X-ray pulse in a femto-second area and performing a precise integrated measurement free from electric jitter. SOLUTION: The X-ray pulse 3 is emitted to water 4 to generate hydrated ions, and a pulse laser beam 7' successively changed in delay time is emitted to water 4 to successively measure the absorption factor by the hydrated ions. The pulse width of the X-ray pulse 3 is measured from the delay time dependency of the absorption factor.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、フェムト秒領域の
X線パルスのパルス幅を水和電子生成を用いて測定する
方法及び測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for measuring the pulse width of an X-ray pulse in the femtosecond range by using hydrated electron generation.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、X線発生にレーザー誘起プラズマ
が利用されるようになった。レーザー誘起プラズマX線
は、短時間パルスのX線を発生することが可能であり、
高時間分解能のX線回折やX線影写真撮影に利用されて
いる。プラズマの励起にはパルスレーザーが用いられ、
発生するX線のパルス幅は励起レーザーのパルス幅に依
存するものであり、理論的にはフェムト秒パルスレーザ
ーを用いることによりフェムト秒パルス幅のX線パルス
の発生が可能である。時間分解測定にはX線パルス幅
が、その時間分解能を決定するものであり、時間分解測
定に使用するX線パルス幅を決定することは重要事項で
ある。
2. Description of the Related Art In recent years, laser-induced plasma has been used for X-ray generation. Laser-induced plasma X-rays can generate short-pulse X-rays,
It is used for high time resolution X-ray diffraction and X-ray shadow photography. A pulse laser is used to excite the plasma,
The pulse width of the generated X-rays depends on the pulse width of the excitation laser, and it is theoretically possible to generate an X-ray pulse having a femtosecond pulse width by using a femtosecond pulse laser. For time-resolved measurement, the X-ray pulse width determines its time resolution, and it is important to determine the X-ray pulse width used for time-resolved measurement.

【0003】従来、X線パルスのパルス幅測定はX線ス
トリークカメラが用いられてきた。X線ストリークカメ
ラを用いた測定では、X線フォトンが光電面によって電
子線に変換されて測定されるため、時間分解能は光電面
の応答時間によって制限を受け、現在最短の時間分解能
は2ピコ秒(金の光電面)程度が限界であり、フェムト
秒領域のパルス幅を有するX線パルスのパルス幅を測定
することが出来ない。また、ストリークカメラは光電子
増倍を必要とするためノイズも多く、これらのノイズに
基づく電気的ジッターのために高時間分解能測定におけ
る積算測定が困難であるといった課題もある。このよう
に従来は、フェムト秒領域のパルス幅を有するX線パル
スのパルス幅を測定することができなかった。
Conventionally, an X-ray streak camera has been used for measuring the pulse width of an X-ray pulse. In the measurement using the X-ray streak camera, since the X-ray photons are converted into electron beams by the photocathode and measured, the time resolution is limited by the response time of the photocathode, and the shortest time resolution is currently 2 picoseconds. (Gold photoelectric surface) is the limit, and the pulse width of the X-ray pulse having the pulse width in the femtosecond region cannot be measured. In addition, the streak camera has a problem that it requires a photomultiplier and therefore has a lot of noise, and it is difficult to perform an integration measurement in a high time resolution measurement due to an electrical jitter based on the noise. As described above, conventionally, the pulse width of the X-ray pulse having the pulse width in the femtosecond region cannot be measured.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記課題に鑑
み、フェムト秒領域のX線パルスのパルス幅を測定する
ことができ、かつ、電気的ジッターの無い、従って精度
の高い積算測定ができるX線パルスのパルス幅測定方法
及び装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, the present invention can measure the pulse width of an X-ray pulse in a femtosecond region, and has no electrical jitter, and therefore can perform highly accurate integrated measurement. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for measuring a pulse width of an X-ray pulse.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、X線パル
スを水に照射して水和電子を発生させ、発生した水和電
子によるパルスレーザー光の吸収率がパルス幅に依存す
ることを突き止め、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention irradiate water with an X-ray pulse to generate hydrated electrons, and the absorptivity of the pulsed laser light by the generated hydrated electrons depends on the pulse width. And completed the present invention.

【0006】上記課題を解決するために、本発明の水和
電子生成を用いたX線パルス幅測定方法は、X線パルス
を水に照射して水和イオンを生成すると共に、X線パル
スの照射から遅延時間を有してパルスレーザー光を水に
照射して水和イオンによる吸収率を測定し、この測定を
遅延時間を順次変化させて繰り返して行い、吸収率の遅
延時間依存性からX線パルスのパルス幅を測定すること
を特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the method of measuring an X-ray pulse width using hydrated electron generation according to the present invention irradiates water with an X-ray pulse to generate hydrated ions, The water is irradiated with a pulsed laser beam having a delay time from the irradiation to measure the absorptance by the hydrated ions, and this measurement is repeated by sequentially changing the delay time. The pulse width of the line pulse is measured.

【0007】この方法によれば、X線を照射された水
は、X線強度に比例して、かつ、フェムト秒のオーダー
で水和イオンを生成し、また、水和イオンは800nm
近傍に強い吸収帯を有するから、800nm近傍の波長
を有するパルスレーザー光を照射して水和イオンによる
吸収率を測定し、順次遅延を変化させて複数回測定すれ
ば、吸収率の遅延時間依存性からX線パルスの時間軸上
の強度分布を、パルスレーザー光のパルス幅に応じた時
間分解能で測定でき、従ってパルス幅が高精度に測定で
きる。また、光学吸収率によって強度分布を測定するか
ら、電気的ジッターが無く、高精度の積算測定ができ
る。
According to this method, water irradiated with X-rays generates hydrated ions in proportion to the X-ray intensity and on the order of femtoseconds.
Since it has a strong absorption band in the vicinity, the absorption rate of the hydrated ions is measured by irradiating a pulsed laser beam having a wavelength of about 800 nm, and if the measurement is performed several times with successive changes in the delay, the absorption rate depends on the delay time. The intensity distribution of the X-ray pulse on the time axis can be measured with a time resolution corresponding to the pulse width of the pulse laser beam, and therefore the pulse width can be measured with high accuracy. Further, since the intensity distribution is measured by the optical absorptance, there is no electrical jitter, and a highly accurate integrated measurement can be performed.

【0008】また、本発明の水和電子生成を用いたX線
パルス幅測定方法は、パルスレーザー光を第1のパルス
レーザー光と第2のパルスレーザー光とに分割し、第1
のパルスレーザー光を物質に照射してレーザー誘起プラ
ズマX線パルスを発生させ、このX線パルスを水に照射
して水和イオンを生成すると共に、X線パルスの照射か
ら遅延時間を有して第2のパルスレーザー光を水に照射
して水和イオンによる吸収率を測定し、この測定を遅延
時間を順次変化させて繰り返して行い、吸収率の遅延時
間依存性からプラズマX線パルスのパルス幅を測定する
ことを特徴とする。この方法によれば、パルスレーザー
光のパルス幅に応じた時間分解能でレーザー誘起プラズ
マX線パルスの時間軸上の強度分布を測定でき、従って
パルス幅が高精度に測定できる。また、光学吸収率によ
って強度分布を測定するから、電気的ジッターが無く、
高精度の積算測定ができる。
Further, according to the X-ray pulse width measuring method using hydrated electron generation of the present invention, the pulse laser beam is divided into a first pulse laser beam and a second pulse laser beam,
Irradiating the substance with a pulsed laser beam to generate a laser-induced plasma X-ray pulse, irradiating the X-ray pulse to water to generate hydrated ions, and having a delay time from the X-ray pulse irradiation The water is irradiated with a second pulse laser beam to measure the absorptance due to hydrated ions, and this measurement is repeated by sequentially changing the delay time. The width is measured. According to this method, the intensity distribution on the time axis of the laser-induced plasma X-ray pulse can be measured with a time resolution corresponding to the pulse width of the pulsed laser light, and therefore, the pulse width can be measured with high accuracy. Also, since the intensity distribution is measured by the optical absorptance, there is no electrical jitter,
Highly accurate integrated measurement is possible.

【0009】さらに、本発明の水和電子生成を用いたX
線パルス幅測定装置は、X線パルス源と、X線パルス源
から出射するX線パルスを照射して水和イオンを生成す
る水と、水を保持する容器と、パルスレーザー光源と、
パルスレーザー光源から出射するパルスレーザー光をX
線パルス源と同期して遅延させる遅延回路と、遅延され
たパルスレーザー光の水和イオンによる吸収率を測定す
る光強度測定器とを有することを特徴とする。この構成
によれば、全てのX線パルス源から出射されるフェムト
秒領域のX線パルスのパルス幅を測定できる。
Furthermore, X using the hydrated electron generation of the present invention is
The line pulse width measuring device is an X-ray pulse source, water that irradiates an X-ray pulse emitted from the X-ray pulse source to generate hydrated ions, a container for holding water, a pulse laser light source,
X is the pulse laser light emitted from the pulse laser light source.
It is characterized by having a delay circuit for delaying in synchronization with a line pulse source, and a light intensity measuring device for measuring the absorption rate of the delayed pulsed laser light by hydrated ions. According to this configuration, the pulse width of the X-ray pulse in the femtosecond region emitted from all the X-ray pulse sources can be measured.

【0010】また、本発明の水和電子生成を用いたX線
パルス幅測定装置は、パルスレーザー光源と、このパル
スレーザー光源の出射するパルスレーザー光を第1のパ
ルスレーザー光と第2のパルスレーザー光とに分割する
ビームスプリッターと、第1のパルスレーザー光を照射
してレーザー誘起プラズマX線パルスを発生させる物質
と、このX線パルスを照射して水和イオンを生成する水
と、第2のパルスレーザー光に遅延を与える光学遅延回
路と、第2のパルスレーザー光の水和イオンによる吸収
率を測定する光強度測定器とを有することを特徴とす
る。この構成によれば、単一のパルスレーザー光源か
ら、レーザー誘起プラズマX線パルスを発生できると共
に、そのフェムト秒領域のX線パルスのパルス幅を測定
することができる。
Further, the X-ray pulse width measuring apparatus using hydrated electron generation of the present invention comprises a pulse laser light source, and a pulse laser light emitted from the pulse laser light source. A beam splitter for splitting into laser light, a substance that irradiates a first pulsed laser light to generate a laser-induced plasma X-ray pulse, water that irradiates the X-ray pulse to generate hydrated ions, A second optical delay circuit that delays the pulsed laser light; and a light intensity measuring device that measures the absorptance of the second pulsed laser light by hydrated ions. According to this configuration, a laser-induced plasma X-ray pulse can be generated from a single pulse laser light source, and the pulse width of the X-ray pulse in the femtosecond region can be measured.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図1は本発明の水和電子生
成を用いたX線パルス幅測定方法及び測定装置の原理を
示す図である。図1において、本発明の水和電子生成を
用いたX線パルス幅測定装置1は、X線パルス源2と、
X線パルス源2から出射するX線パルス3を照射する水
4と、水4を保持する容器5と、パルスレーザー光源6
と、パルスレーザー光源6から出射するパルスレーザー
光7を遅延させる遅延回路8と、遅延されたパルスレー
ザー光7が水4を保持する容器5を透過した後の光強度
を測定する光強度測定器9とから構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the principle of an X-ray pulse width measuring method and a measuring apparatus using hydrated electron generation of the present invention. In FIG. 1, an X-ray pulse width measuring apparatus 1 using hydrated electron generation of the present invention includes an X-ray pulse source 2,
Water 4 for irradiating an X-ray pulse 3 emitted from an X-ray pulse source 2, a container 5 for holding the water 4, and a pulse laser light source 6
A delay circuit 8 for delaying the pulse laser light 7 emitted from the pulse laser light source 6, and a light intensity measuring device for measuring the light intensity after the delayed pulse laser light 7 has passed through the container 5 holding the water 4. 9.

【0012】パルスレーザー光源6は、X線パルス源2
と信号線10を介して接続されており、X線パルス源2
のX線パルス3の発生に同期してパルスレーザー光7を
発振できるようになっている。水は、X線が照射される
とX線強度に比例して、かつフェムト秒の応答時間で水
和イオンを生成する。水和イオンは、ピコ秒以上の寿命
を有し、かつ800nm近傍に強い光吸収端を有してい
る。パルスレーザー光源6には、800nm近傍の発振
波長を有し、かつフェムト秒オーダーのパルス幅を有す
るパルスレーザー光源を用いる。
The pulse laser light source 6 includes the X-ray pulse source 2
And the X-ray pulse source 2
The pulse laser beam 7 can be oscillated in synchronization with the generation of the X-ray pulse 3. Water produces hydrated ions when irradiated with X-rays in proportion to the X-ray intensity and with a femtosecond response time. The hydrated ion has a lifetime of picoseconds or more and has a strong light absorption edge near 800 nm. As the pulse laser light source 6, a pulse laser light source having an oscillation wavelength near 800 nm and a pulse width on the order of femtoseconds is used.

【0013】この構成によれば、X線パルス源2から出
射するX線パルス3が、水4を照射して水4中に水和イ
オンを生成する。パルスレーザー光7に、遅延回路8に
よって遅延時間を与え、遅延されたパルスレーザー光
7’を保持容器5に保持された水4に照射し、保持容器
5を透過した光強度を光強度測定器9で測定し、パルス
レーザー光7’の水和イオンによる吸収率を求める。こ
のようにして、X線パルス3の照射と遅延時間を変化さ
せたパルスレーザー光7’の吸収率の測定とを複数回繰
り返すことにより、吸収率の遅延時間依存性からX線パ
ルス3のパルス幅を求める。
According to this configuration, the X-ray pulse 3 emitted from the X-ray pulse source 2 irradiates the water 4 to generate hydrated ions in the water 4. The pulse laser light 7 is given a delay time by a delay circuit 8, the delayed pulse laser light 7 ′ is irradiated on the water 4 held in the holding container 5, and the light intensity transmitted through the holding container 5 is measured with a light intensity measuring device. 9 to determine the absorptance of the pulse laser beam 7 'by hydrated ions. By repeating the irradiation of the X-ray pulse 3 and the measurement of the absorptance of the pulse laser beam 7 ′ with the changed delay time a plurality of times in this way, the pulse of the X-ray pulse 3 is determined from the delay time dependence of the absorptivity. Find the width.

【0014】次に、吸収率の遅延時間依存性からX線パ
ルス幅を求める方法を説明する。図2は、パルスレーザ
ー光の吸収率からX線パルス幅を求める方法を説明する
図である。図において、横軸は時刻を示し、図2の
(a)、(b)、(c)の縦軸はX線強度を示し、11
はX線パルス3の水4中における時間軸上の強度プロフ
ァイルを示している。図2(d)の縦軸はパルスレーザ
ー光7’の積分吸収率、又は、吸収率を示す。図中の矢
印は、パルスレーザー光7’が水4に照射される時刻を
示す。
Next, a method for obtaining the X-ray pulse width from the delay time dependence of the absorption rate will be described. FIG. 2 is a diagram for explaining a method of obtaining the X-ray pulse width from the absorptance of the pulsed laser light. In the figure, the horizontal axis represents time, and the vertical axes in (a), (b) and (c) of FIG.
Shows the intensity profile of the X-ray pulse 3 in the water 4 on the time axis. The vertical axis of FIG. 2D indicates the integrated absorption rate or absorption rate of the pulse laser beam 7 ′. The arrow in the figure indicates the time when the pulse laser beam 7 ′ is irradiated on the water 4.

【0015】図2(a)に示すように、時刻t1 におい
ては、X線パルス3の一部が水4に到達した状態であ
り、水4中に発生した水和イオンの数は、図2(a)の
斜線部分の面積に比例している。パルスレーザー光7’
の水和イオンによる吸収は水和イオン濃度に比例するか
ら、遅延回路8によって時刻t1 に到達するように遅延
されたパルスレーザー光7’の水4による吸収率は、図
2(a)の斜線部分の面積に比例している。図2(b)
に示すようには、時刻t2 においては、X線パルス3の
ピークが水4に到達した状態にあり、遅延回路8によっ
て時刻t2 に到達するように遅延されたパルスレーザー
光7の水4による吸収率は、図2(b)の斜線部分の面
積に比例する。図2(c)も同様である。このように、
各時刻tにおける吸収率は、X線パルス3の時間軸上の
プロファイル11の時刻tまでの積分値に比例する。こ
のように、遅延回路8によって順次遅延時間を変化させ
てパルスレーザー光7’を水4に照射し、各々、透過光
強度を測定して光吸収率を求め、図2(d)の曲線12
に示すように吸収率積分曲線を求め、この曲線12の時
間微分曲線13を求めることにより、曲線13の半値幅
からX線パルス3のパルス幅を求めることができる。
As shown in FIG. 2A, at time t 1 , a part of the X-ray pulse 3 has reached the water 4 and the number of hydrated ions generated in the water 4 is as shown in FIG. 2 (a) is proportional to the area of the hatched portion. Pulse laser beam 7 '
2A is proportional to the hydrated ion concentration, the absorption rate of the pulse laser beam 7 ′ delayed by the delay circuit 8 to reach the time t 1 by the water 4 is as shown in FIG. It is proportional to the area of the shaded area. FIG. 2 (b)
As shown at time t 2 , the peak of the X-ray pulse 3 has reached the water 4 at time t 2, and the water 4 of the pulse laser light 7 delayed by the delay circuit 8 to reach time t 2. Is proportional to the area of the hatched portion in FIG. FIG. 2C is the same. in this way,
The absorption rate at each time t is proportional to the integrated value of the profile 11 on the time axis of the X-ray pulse 3 until time t. As described above, the water 4 is irradiated with the pulse laser beam 7 ′ while the delay time is sequentially changed by the delay circuit 8, and the transmitted light intensity is measured to obtain the light absorptance, and the curve 12 in FIG.
As shown in (1), the pulse width of the X-ray pulse 3 can be obtained from the half-value width of the curve 13 by obtaining the absorption integral curve and the time derivative curve 13 of the curve 12.

【0016】この方法によれば、フェムト秒オーダーの
パルス幅を有するパルスレーザー光7を用いれば、フェ
ムト秒領域のX線パルスのパルス幅をフェムト秒オーダ
ーの精度で測定することができる。また、光の強度を測
定して求めるから、電気的ジッターが無く、高精度の時
間積分測定ができる。
According to this method, the pulse width of the X-ray pulse in the femtosecond region can be measured with the accuracy of the femtosecond order by using the pulse laser beam 7 having the pulse width of the femtosecond order. Further, since the light intensity is measured and obtained, high-precision time integration measurement can be performed without electric jitter.

【0017】次に、本発明の実施例を示す。図3は、本
発明の水和電子生成を用いたX線パルス幅測定装置の構
成を示す図である。図において、本発明の水和電子生成
を用いたX線パルス幅測定装置30は、フェムト秒レー
ザー装置31と、フェムト秒レーザー装置31から発振
されたパルスレーザー光32を第1のパルスレーザー光
33と第2のパルスレーザー光34とに分割するビーム
スプリッター35と、第1のパルスレーザー光33を照
射してレーザー誘起プラズマX線パルス36を発生する
ための真空槽37中に配置したX線発生ターゲット38
と、X線パルス36を照射して水和電子を発生させる保
持容器39に保持された水40と、第2のパルスレーザ
ー光34に遅延時間を設定する光学遅延回路41と、保
持容器39を透過した第2のパルスレーザー光34の強
度を測定する光強度測定器42とから構成されている。
真空槽37中には、第1のパルスレーザー光33を集光
してX線発生ターゲット38に照射するための曲面ミラ
ー43を有し、真空槽37の壁面にはX線パルス36を
取り出すためのベリリウムからなるX線窓44を有して
いる。
Next, an embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an X-ray pulse width measuring apparatus using hydrated electron generation of the present invention. In the figure, an X-ray pulse width measuring device 30 using hydrated electron generation of the present invention comprises a femtosecond laser device 31 and a pulse laser beam 32 oscillated from the femtosecond laser device 31 into a first pulse laser beam 33. A beam splitter 35 for splitting the laser beam into a second pulse laser beam 34 and an X-ray generator disposed in a vacuum chamber 37 for irradiating the first pulse laser beam 33 to generate a laser-induced plasma X-ray pulse 36 Target 38
And water 40 held in a holding container 39 for irradiating an X-ray pulse 36 to generate hydrated electrons, an optical delay circuit 41 for setting a delay time to the second pulsed laser light 34, and a holding container 39. And a light intensity measuring device 42 for measuring the intensity of the transmitted second pulsed laser light 34.
The vacuum chamber 37 has a curved mirror 43 for condensing the first pulse laser beam 33 and irradiating the X-ray generation target 38 with the first pulse laser beam 33. X-ray window 44 made of beryllium.

【0018】水40の保持容器39及びその近傍の光学
系を詳細に説明する。図4は、水の保持容器及び光学系
の構成を示す図である。図において、保持容器39は、
ガラス容器51と、ガラス容器51の側壁に設けたベリ
リウムあるいは高分子フィルムからなるX線導入窓52
を有している。X線パルス36はX線導入窓52を介し
て水40を充満したガラス容器51内に導入され、ガラ
ス容器51のX線導入窓52と対向する側壁から出射す
る。第2のパルスレーザー光34はX線パルス36の入
射方向と直交する方向から集光レンズ53でガラス容器
51内の水40の一点に集光されて導入され、水40の
一点から出射する透過光は集光レンズ54でコリメート
されて光強度測定器42へ入射する。光学遅延回路41
は、固定ミラー対と可動ミラー対で構成されており、可
動ミラー対を動かすことによって任意の遅延時間を設定
できる。遅延時間分解能は1フェムト秒であり、0.3
μm動かすことによって遅延時間を1フェムト秒変化さ
せることができる。
The holding container 39 for the water 40 and the optical system in the vicinity thereof will be described in detail. FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a water holding container and an optical system. In the figure, the holding container 39 is
A glass container 51 and an X-ray introduction window 52 made of beryllium or a polymer film provided on a side wall of the glass container 51.
have. The X-ray pulse 36 is introduced into the glass container 51 filled with water 40 through the X-ray introduction window 52, and is emitted from the side wall of the glass container 51 facing the X-ray introduction window 52. The second pulsed laser light 34 is condensed by the condenser lens 53 at one point of water 40 in the glass container 51 from a direction orthogonal to the incident direction of the X-ray pulse 36, introduced, and transmitted through one point of the water 40. The light is collimated by the condenser lens 54 and enters the light intensity measuring device 42. Optical delay circuit 41
Is composed of a fixed mirror pair and a movable mirror pair, and an arbitrary delay time can be set by moving the movable mirror pair. The delay time resolution is 1 femtosecond and 0.3
By moving μm, the delay time can be changed by one femtosecond.

【0019】上記構成の本装置によれば、フェムト秒レ
ーザー装置31から発振されたパルスレーザー光32が
ビームスプリッター35で第1のパルスレーザー光33
と第2のパルスレーザー光34とに分割され、第1のパ
ルスレーザー光33が真空槽37中に配置した曲面ミラ
ー43によって集光されてX線発生ターゲット38を照
射しX線パルス36を発生させる。X線パルス36はX
線窓44を通過してガラス容器51のX線導入窓52を
通過して水40を照射し、ガラス容器51から出射す
る。第2のパルスレーザー光34は光学遅延回路41に
よって遅延時間を加えられ、X線パルス36の入射方向
と直交する方向から集光レンズ53で集光されてガラス
容器51内に導入され、ガラス容器51から出射する透
過光は集光レンズ54でコリメートされて光強度測定器
42に入射され、透過光強度を測定する。そして、遅延
時間を順次変化させ、上記測定を複数回繰り返し、図2
と同様な手順でX線パルス36のパルス幅を求めること
ができる。
According to the apparatus having the above-described configuration, the pulse laser beam 32 oscillated from the femtosecond laser device 31 is converted into the first pulse laser beam 33
And a second pulsed laser beam 34, and the first pulsed laser beam 33 is condensed by a curved mirror 43 arranged in a vacuum chamber 37 and irradiates an X-ray generation target 38 to generate an X-ray pulse 36. Let it. X-ray pulse 36 is X
The water 40 is irradiated through the X-ray introduction window 52 of the glass container 51 through the line window 44 and emitted from the glass container 51. The second pulse laser light 34 is added with a delay time by an optical delay circuit 41, condensed by a condenser lens 53 from a direction orthogonal to the incident direction of the X-ray pulse 36, introduced into a glass container 51, The transmitted light emitted from 51 is collimated by a condenser lens 54 and is incident on a light intensity measuring device 42 to measure the transmitted light intensity. Then, the delay time is sequentially changed, and the above measurement is repeated a plurality of times.
The pulse width of the X-ray pulse 36 can be obtained in the same procedure as in the above.

【0020】上記構成の本装置によれば、単一のパルス
レーザー光源から、レーザー誘起プラズマX線パルスを
発生できると共に、そのフェムト秒領域のX線パルスの
パルス幅を測定することができる。また、光の強度を測
定してパルス幅を求めるから、電気的ジッターが無く、
高精度の時間積分測定ができる。
According to the apparatus having the above-described configuration, a laser-induced plasma X-ray pulse can be generated from a single pulse laser light source, and the pulse width of the X-ray pulse in the femtosecond region can be measured. Also, since the pulse width is determined by measuring the light intensity, there is no electrical jitter,
High-accuracy time integration measurement can be performed.

【0021】[0021]

【発明の効果】上記説明から理解されるように、本発明
の水和電子生成を用いたX線パルス幅測定方法及び装置
によれば、フェムト秒領域のX線パルスのパルス幅を測
定することができ、かつ、電気的ジッターの無い、従っ
て精度の高い積算測定ができる、X線パルス幅測定方法
及び装置を提供することができる。したがって、本発明
によれば、医療、工業、生物関連の高時間分解能測定を
必要とする分野に適用すれば極めて有用である。
As can be understood from the above description, according to the X-ray pulse width measuring method and apparatus using hydrated electron generation of the present invention, the pulse width of the X-ray pulse in the femtosecond region can be measured. It is possible to provide an X-ray pulse width measuring method and apparatus which can perform the integration measurement with high accuracy and without any electrical jitter, and thus can perform highly accurate integrated measurement. Therefore, according to the present invention, it is extremely useful when applied to medical, industrial, and biological fields requiring high time resolution measurement.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の水和電子生成を用いたX線パルス幅測
定方法及び装置の原理を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the principle of an X-ray pulse width measurement method and apparatus using hydrated electron generation of the present invention.

【図2】パルスレーザー光の吸収率からX線パルス幅を
求める方法を説明するグラフである。
FIG. 2 is a graph illustrating a method for obtaining an X-ray pulse width from an absorption rate of a pulse laser beam.

【図3】本発明の水和電子生成を用いたX線パルス幅測
定装置の構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an X-ray pulse width measuring apparatus using hydrated electron generation of the present invention.

【図4】水の保持容器及び光学系の構成を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a water holding container and an optical system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 水和電子生成を用いたX線パルス幅測定装置 2 X線パルス源 3 X線パルス 4 水 5 保持容器 6 パルスレーザー源 7 パルスレーザー光 7’ 遅延時間を与えたパルスレーザー光 8 光学遅延回路 9 光強度測定器 10 信号線 11 X線パルスの時間軸上のプロファイル 12 吸収率積分曲線 13 時間微分曲線 30 水和電子生成を用いたX線パルス幅測定装置 31 パルスレーザー装置 32 パルスレーザー光 33 第1のパルスレーザー光 34 第2のパルスレーザー光 35 ビームスプリッター 36 X線パルス 37 真空容器 38 レーザー誘起プラズマX線生成物質 39 保持容器 40 水 41 光学遅延回路 42 光強度測定器 43 曲面ミラー 44 X線窓 51 ガラス容器 52 X線窓 53,54 集光レンズ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X-ray pulse width measuring device using hydration electron generation 2 X-ray pulse source 3 X-ray pulse 4 Water 5 Holding container 6 Pulse laser source 7 Pulse laser beam 7 'Pulse laser beam with delay time 8 Optical delay circuit Reference Signs List 9 light intensity measuring device 10 signal line 11 profile of X-ray pulse on time axis 12 absorption rate integral curve 13 time differential curve 30 X-ray pulse width measuring device using hydrated electron generation 31 pulse laser device 32 pulse laser beam 33 First pulse laser beam 34 Second pulse laser beam 35 Beam splitter 36 X-ray pulse 37 Vacuum vessel 38 Laser-induced plasma X-ray generating substance 39 Holding vessel 40 Water 41 Optical delay circuit 42 Light intensity measuring instrument 43 Curved mirror 44 X Line window 51 Glass container 52 X-ray window 53, 54 Condensing lens

フロントページの続き (72)発明者 中村 一隆 神奈川県横浜市中区根岸旭台10−1−302 (72)発明者 弘中 陽一郎 神奈川県横浜市青葉区大場町154−2−102 (72)発明者 斎藤 文一 神奈川県大和市中央林間4−9−16−201 Fターム(参考) 2G088 FF02 GG30 KK40 Continued on the front page (72) Inventor Kazutaka Nakamura 10-1-302 Asagidai Negishi, Naka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Yoichiro Hironaka 154-2-102, Oba-cho, Aoba-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Fumiichi Saito 4-9-16-201 F-term (reference) 2G088 FF02 GG30 KK40

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 X線パルスを水に照射して水和イオンを
生成すると共に、該X線パルスの照射から遅延時間を有
してパルスレーザー光を上記水に照射して上記水和イオ
ンによる吸収率を測定し、この測定を上記遅延時間を順
次変化させて繰り返し行い、上記吸収率の遅延時間依存
性から上記X線パルスのパルス幅を測定することを特徴
とする、水和電子生成を用いたX線パルス幅測定方法。
1. An X-ray pulse is applied to water to generate hydrated ions, and a pulse laser beam is applied to the water with a delay time from the X-ray pulse irradiation to produce hydrated ions. Measuring the absorptance, repeating this measurement while sequentially changing the delay time, and measuring the pulse width of the X-ray pulse from the delay time dependence of the absorptance, characterized in that X-ray pulse width measurement method used.
【請求項2】 パルスレーザー光を第1のパルスレーザ
ー光と第2のパルスレーザー光とに分割し、上記第1の
パルスレーザー光を物質に照射してレーザー誘起プラズ
マX線パルスを発生させ、このX線パルスを水に照射し
て水和イオンを生成すると共に、上記X線パルスの照射
から遅延時間を有して上記第2のパルスレーザー光を上
記水に照射して上記水和イオンによる吸収率を測定し、
この測定を上記遅延時間を順次変化させて繰り返し行
い、上記吸収率の遅延時間依存性から上記プラズマX線
パルスのパルス幅を測定することを特徴とする、水和電
子生成を用いたX線パルス幅測定方法。
2. A pulse laser beam is divided into a first pulse laser beam and a second pulse laser beam, and the first pulse laser beam is irradiated on a substance to generate a laser-induced plasma X-ray pulse. The X-ray pulse is irradiated on water to generate hydrated ions, and the water is irradiated with the second pulsed laser light with a delay time from the irradiation of the X-ray pulse to generate hydrated ions. Measure the absorption rate,
The measurement is repeated while sequentially changing the delay time, and the pulse width of the plasma X-ray pulse is measured from the delay time dependency of the absorption rate, wherein the X-ray pulse using hydrated electron generation is characterized. Width measurement method.
【請求項3】 X線パルス源と、このX線パルス源から
出射するX線パルスを照射して水和イオンを生成する水
と、この水を保持する容器と、パルスレーザー光源と、
このパルスレーザー光源から出射するパルスレーザー光
を上記X線パルス源と同期して遅延させる遅延回路と、
遅延されたパルスレーザー光の水和イオンによる吸収率
を測定する光強度測定器とを有することを特徴とする、
水和電子生成を用いたX線パルス幅測定装置。
3. An X-ray pulse source, water for irradiating an X-ray pulse emitted from the X-ray pulse source to generate hydrated ions, a container for holding the water, a pulse laser light source,
A delay circuit for delaying the pulse laser light emitted from the pulse laser light source in synchronization with the X-ray pulse source;
Having a light intensity measuring device for measuring the absorption rate of the delayed pulsed laser light by hydrated ions,
X-ray pulse width measurement device using hydration electron generation.
【請求項4】 パルスレーザー光源と、このパルスレー
ザー光源の出射するパルスレーザー光を第1のパルスレ
ーザー光と第2のパルスレーザー光とに分割するビーム
スプリッターと、上記第1のパルスレーザー光を照射し
てレーザー誘起プラズマX線パルスを発生させる物質
と、このX線パルスを照射して水和イオンを生成する水
と、この水を保持する容器と、上記第2のパルスレーザ
ー光に遅延を与える光学遅延回路と、遅延された第2の
パルスレーザー光の水和イオンによる吸収率を測定する
光強度測定器とを有することを特徴とする、水和電子生
成を用いたX線パルス幅測定装置。
4. A pulse laser light source, a beam splitter for dividing a pulse laser light emitted from the pulse laser light source into a first pulse laser light and a second pulse laser light, and the first pulse laser light A substance for irradiating to generate a laser-induced plasma X-ray pulse, water for irradiating the X-ray pulse to generate hydrated ions, a container for holding the water, and a delay for the second pulsed laser light. X-ray pulse width measurement using hydrated electron generation, comprising: an optical delay circuit for providing the pulsed laser light; and a light intensity measuring device for measuring the absorption rate of the delayed second pulsed laser light by hydrated ions. apparatus.
JP2001131153A 2001-04-27 2001-04-27 X-ray pulse width measuring method and device using hydrated electron generation Pending JP2002323566A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001131153A JP2002323566A (en) 2001-04-27 2001-04-27 X-ray pulse width measuring method and device using hydrated electron generation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001131153A JP2002323566A (en) 2001-04-27 2001-04-27 X-ray pulse width measuring method and device using hydrated electron generation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002323566A true JP2002323566A (en) 2002-11-08

Family

ID=18979390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001131153A Pending JP2002323566A (en) 2001-04-27 2001-04-27 X-ray pulse width measuring method and device using hydrated electron generation

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002323566A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7949119B2 (en) 2006-09-29 2011-05-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Telephone exchange system
JP2015216268A (en) * 2014-05-12 2015-12-03 一般財団法人電力中央研究所 METHOD AND DEVICE FOR DETECTING PULSE WIDTH OF ULTRASHORT PULSE γ RAY

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7949119B2 (en) 2006-09-29 2011-05-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Telephone exchange system
JP2015216268A (en) * 2014-05-12 2015-12-03 一般財団法人電力中央研究所 METHOD AND DEVICE FOR DETECTING PULSE WIDTH OF ULTRASHORT PULSE γ RAY

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Balmer et al. X-ray absorption spectroscopy of laser-produced plasmas: A study of the experiment and data analysis
Enquist et al. FemtoMAX–an X-ray beamline for structural dynamics at the short-pulse facility of MAX IV
Khalil A comparative spectroscopic study of single and dual pulse laser produced UV tin plasmas
Tanaka et al. Timing control of an intense picosecond pulse laser to the SPring-8 synchrotron radiation pulses
JP2002323566A (en) X-ray pulse width measuring method and device using hydrated electron generation
US5832007A (en) Apparatus for and method of generating X-ray laser
Uschmann et al. X-ray emission produced by hot electrons from fs-laser produced plasma—diagnostic and application
Dangor et al. Generation of uniform plasmas for beat wave experiments
JPH0550698B2 (en)
JPH0732119B2 (en) Method for improving the uniformity of x-ray lithographic beamlines
Mann et al. Characterization of excimer laser beam parameters
JP2010019562A (en) Two-dimensional distribution measuring instrument using laser beam
Burgh et al. Windowless vacuum ultraviolet collimator
Makarov et al. Study of the parameters of a high-intensity thermal and coherent X-ray sources with the use of lif crystal detector
Fischer et al. Instrumentation for spectral radiant power measurements of sources in the wavelength range from 5 to 150 nm using the electron storage ring BESSY as a radiometric standard source
JPS61140040A (en) Time calibration method for x-ray streak tube
CN114527057A (en) Online high-space and time-resolution extreme ultraviolet irradiation damage pumping-detecting system
JP2994859B2 (en) Gas temperature measurement method
Zhitnik et al. Characterization of multilayer x-ray mirrors for the λ⋍ 19 nm range using a laser-plasma radiation source
Utéza et al. Laser damage and ablation with femtosecond pulses: recent measurements and applications
JP2629594B2 (en) X-ray photoelectron spectroscopy
JP6964366B2 (en) Optical output system, measurement system, optical pump / probe scanning tunneling microscope system, arithmetic unit, program, arithmetic method
US6178222B1 (en) Contact macroradiography characterization of doped optical fibers
Igarashi et al. Direct high power laser diagnostic technique on focused electron bunch
Eagleton et al. One-dimensional time resolved soft x-ray imaging of colliding plasmas in a laser heated cavity