JP2010199292A

JP2010199292A - X-ray laser generating method and x-ray laser generating apparatus, and target

Info

Publication number: JP2010199292A
Application number: JP2009042407A
Authority: JP
Inventors: Masamoto Nishikino; 将元錦野; Yoshihiro Ochi; 義浩越智; Tetsuya Kawachi; 哲哉河内; Noboru Hasegawa; 登長谷川; Momoko Tanaka; 桃子田中
Original assignee: Japan Atomic Energy Agency
Current assignee: Japan Atomic Energy Agency
Priority date: 2009-02-25
Filing date: 2009-02-25
Publication date: 2010-09-09

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To stably generate X-ray laser by using such a structure that condenses a pulse laser excitation light linearly on a tape-like target. <P>SOLUTION: One end of a tape target 11 in the winding direction is fixed to a first reel 12, and it is wound around the first reel 12 in the initial state. In the X-ray laser generating apparatus 10, a rotary torque is produced in a first motor 15 and/or a second motor 17 when a pulse laser excitation light is applied to the tape target 11 to cause tension to act on the tape target 11. In particular, the tension acts on a region between two target supporting rollers 24 wherein the pulse laser excitation light is applied. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、テープ状のターゲットを用いてＸ線レーザーを発生するＸ線レーザー発生方法、Ｘ線レーザー発生装置、及びこのターゲットに関する。 The present invention relates to an X-ray laser generation method for generating an X-ray laser using a tape-shaped target, an X-ray laser generator, and the target.

高指向性、高輝度、高可干渉性という性質を有するレーザー光は、産業上の広い分野で用いられている。例えば半導体素子や固体材料を用いて可視光や赤外光のレーザーを発生させることができることは知られているが、より波長の短いＸ線レーザーは、これらと同様の構成で発生させることは困難である。 Laser light having properties such as high directivity, high brightness, and high coherence is used in a wide range of industrial fields. For example, it is known that a visible light or infrared laser can be generated using a semiconductor element or a solid material, but an X-ray laser having a shorter wavelength is difficult to generate with the same configuration as these. It is.

Ｘ線レーザーを発生させる方法としては、例えば、高強度のパルスレーザー励起光（近赤外光レーザーや可視光レーザー）を真空中でガラス基板片面に２μｍ厚程度の金属材料を蒸着した金属ターゲットに照射し、該金属材料を蒸発・プラズマ化させ、パルス状のＸ線レーザーを発生させる方法が知られている。この方法においては、パルスレーザー励起光が照射された箇所においてプラズマ化された該金属中の利得領域を自然放出Ｘ線（この金属の固有発光線）が伝搬し、増幅されることによって、Ｘ線レーザーが発生する。この場合、パルスレーザー励起光は、一般には該金属ターゲット上に点状に集光されて用いられ、この点状の狭い領域でプラズマが生成される。 As a method for generating an X-ray laser, for example, a high-intensity pulse laser excitation light (near-infrared light laser or visible light laser) is applied to a metal target in which a metal material having a thickness of about 2 μm is deposited on one side of a glass substrate in a vacuum A method of generating a pulsed X-ray laser by irradiating, evaporating and converting the metal material into plasma is known. In this method, spontaneous emission X-rays (proprietary emission lines of this metal) propagate through the gain region in the metal that has been turned into plasma at the location irradiated with pulsed laser excitation light, and are amplified thereby. Laser is generated. In this case, the pulsed laser excitation light is generally used in a spot-like manner on the metal target, and plasma is generated in the narrow spot-like region.

この際、この箇所における該金属ターゲットは溶融、蒸発するため、この箇所から永続的にＸ線レーザーを発生させることは不可能である。従って、通常は該金属ターゲットを適宜交換することが必要になるが、該金属ターゲットは真空中に配置されるため、交換毎に毎回真空を破る必要があり、その交換作業は非常に煩雑となる。従って、その交換頻度を低減することが実用上不可欠である。 At this time, since the metal target at this location melts and evaporates, it is impossible to generate an X-ray laser permanently from this location. Therefore, it is usually necessary to replace the metal target as appropriate. However, since the metal target is disposed in a vacuum, it is necessary to break the vacuum every time the replacement is performed, and the replacement operation becomes very complicated. . Therefore, it is practically essential to reduce the replacement frequency.

この点を改善するため、特許文献１に記載の技術においては、テープ状のターゲットを用い、このターゲットの巻き取りができ、かつ、その巻き取り方向と垂直な方向にもターゲットを移動できる構成を用いた装置が記載されている。この構成によれば、Ｘ線レーザーの発生に伴ってこのターゲットを適宜巻き取り、あるいはターゲットを巻き取り方向と垂直な方向に移動させることができる。これにより、ターゲット中の金属が充分に残存している箇所を常にパルスレーザー励起光が照射でき、ターゲットの交換頻度を少なくすることができる。 In order to improve this point, in the technique described in Patent Document 1, a tape-like target is used, the target can be wound, and the target can be moved in a direction perpendicular to the winding direction. The equipment used is described. According to this configuration, the target can be appropriately wound with the generation of the X-ray laser, or the target can be moved in a direction perpendicular to the winding direction. As a result, it is possible to always irradiate the portion where the metal in the target sufficiently remains with the pulsed laser excitation light, and to reduce the frequency of replacement of the target.

一方、例えば各種分析用の光源としてＸ線レーザーを用いる場合、より高い指向性、輝度、及び可干渉性が要求される場合も多い。このため、ターゲット上にパルスレーザー励起光を線状に集光することにより、長さが５〜１０ｍｍ程度、幅が５０μｍ程度である線状のレーザープラズマを発生させ、これを用いてＸ線レーザーを発生させることも行われている。この場合、このプラズマの長さ方向に高指向性、高輝度、高可干渉性のＸ線レーザーが発生する。こうした技術は、例えば、特許文献２に記載されており、ここでは、高強度の超短パルスレーザー（例えばガラスレーザーやチタンサファイアレーザー等）をテープ状のターゲット上に２０μｍ程度の幅で線集光することにより、５０μｍ程度の幅の線状のレーザープラズマを発生させることができ、高強度かつ可干渉性の高いＸ線レーザーを得ることができる。 On the other hand, for example, when an X-ray laser is used as a light source for various analysis, higher directivity, luminance, and coherence are often required. For this reason, a linear laser plasma having a length of about 5 to 10 mm and a width of about 50 μm is generated by condensing pulse laser excitation light in a linear form on the target, and an X-ray laser is generated using this. It is also done to generate. In this case, a high directivity, high brightness, and high coherence X-ray laser is generated in the length direction of the plasma. Such a technique is described in, for example, Patent Document 2, and here, a high-intensity ultrashort pulse laser (for example, a glass laser or a titanium sapphire laser) is focused on a tape-shaped target with a width of about 20 μm. By doing so, a linear laser plasma having a width of about 50 μm can be generated, and an X-ray laser with high intensity and high coherence can be obtained.

また、パルスレーザー励起光を線状に集光してＸ線レーザーを発生させる場合、その指向性や可干渉性を更に改善するための技術が特許文献３に記載されている。ここでは、２つのターゲットを用い、上記の線状のレーザープラズマを発生させる方法によって第１のターゲットから発生したＸ線レーザーを第２のターゲットにおいて生成された線状のプラズマ中に入射させ、ここでその増幅を行わせる。これによって、単一のターゲットを用いた場合よりも、更に高い指向性や可干渉性をもったＸ線レーザーを発生させることができる。 Patent Document 3 describes a technique for further improving the directivity and coherence when a pulsed laser excitation light is condensed into a linear shape to generate an X-ray laser. Here, using two targets, the X-ray laser generated from the first target by the method for generating the linear laser plasma is incident on the linear plasma generated in the second target, Let the amplification occur. As a result, it is possible to generate an X-ray laser having higher directivity and coherence than when a single target is used.

特開平５−２９０９９３号公報JP-A-5-290993 特開平１０−１８６０９９号公報JP-A-10-186099 特開２００４−８７８０３号公報JP 2004-87803 A

線状に集光させたパルスレーザー励起光をテープ状のターゲットに照射し、このターゲットを適宜巻き取ることによって移動させることは特許文献１に記載の場合と同様に可能である。しかしながら、点状に集光する特許文献１の場合と比べて、実際にはこの構成では期待される程度の充分な特性のＸ線レーザーは得られていないのが現状である。 Similarly to the case described in Patent Document 1, it is possible to irradiate the tape-shaped target with the pulsed laser excitation light condensed linearly and move the target by appropriately winding the target. However, as compared with the case of Patent Document 1 that collects light in the form of dots, the actual situation is that an X-ray laser having sufficient characteristics as expected in this configuration has not been obtained.

この点では特許文献３に記載の技術についても同様である。すなわち、特許文献３に記載の技術においても、第１のターゲットから発生するＸ線レーザーが充分な指向性、可干渉性等をもっていない場合には、最終的に得られるＸ線レーザーにおけるこれらの特性も不充分となる。従って、第１のターゲットとしてテープ状のものを用いた場合には、やはり充分な特性のＸ線レーザーを得ることはできなかった。 In this respect, the same applies to the technique described in Patent Document 3. That is, even in the technique described in Patent Document 3, when the X-ray laser generated from the first target does not have sufficient directivity, coherence, etc., these characteristics in the finally obtained X-ray laser are obtained. Is also insufficient. Therefore, when a tape-shaped target is used as the first target, an X-ray laser with sufficient characteristics cannot be obtained.

この原因は、点状に集光する場合にはレーザープラズマは点状の極狭い領域に限定して生成されるのに対し、線状に集光する場合にはレーザープラズマは細長い形状となり、この形状（例えば直線性）がＸ線レーザーの発振利得に影響するためであるためと考えられる。すなわち、この形状の直線性にはターゲットの平面度が大きく影響するため、不安定な形状のテープでは、Ｘ線レーザーの発生を安定して行うことができない。 The reason for this is that when concentrating in a point shape, the laser plasma is generated only in a very narrow area in the form of a point, whereas when condensing in a linear shape, the laser plasma has an elongated shape. This is because the shape (for example, linearity) affects the oscillation gain of the X-ray laser. In other words, since the flatness of the target greatly affects the linearity of this shape, the X-ray laser cannot be stably generated with an unstable-shaped tape.

すなわち、テープ状のターゲット上にパルスレーザー励起光を線状に集光する構成を用いて、安定してＸ線レーザーを発生させることは困難であった。 That is, it has been difficult to stably generate an X-ray laser using a configuration in which pulse laser excitation light is linearly collected on a tape-like target.

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決する発明を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide an invention that solves the above problems.

本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明のＸ線レーザー発生方法は、パルス状の励起光を線状に集光してテープ状のターゲットに照射することによってＸ線レーザーを発生させるＸ線レーザー発生方法であって、前記パルス状の励起光の照射時に、前記テープ状のターゲットにおける前記パルス状の励起光の照射領域に張力を印加することを特徴とする。
本発明のＸ線レーザー発生方法は、前記テープ状のターゲットの一端、他端をそれぞれ第１のリール、第２のリールに固定して前記パルス状の励起光を前記第１のリールと前記第２のリールとの間において前記テープ状のターゲットに照射し、前記第１のリール及び／又は前記第２のリールに回転トルクを与えることによって、前記張力を印加することを特徴とする。
本発明のＸ線レーザー発生方法において、前記パルス状の励起光が照射された後、次に前記パルス状の励起光が照射されるまでの間に、前記第１のリール側から前記第２のリール側に前記テープ状のターゲットを巻き取ることにより、前記テープ状のターゲット上における前記パルス状の励起光の照射箇所を移動させることを特徴とする。
本発明のＸ線レーザー発生方法において、前記テープ状のターゲットが巻き取られる方向と垂直な方向に延びる線状に前記パルス状の励起光を集光することを特徴とする。
本発明のＸ線レーザー発生方法は、第１のテープ状のターゲットに第１の励起光を線状に集光して照射して第１のＸ線レーザーを発生させ、第２のテープ状のターゲットに第２の励起光を線状に集光して照射し、かつ、当該照射領域に前記第１のＸ線レーザーを入射させ、当該照射領域から第２のＸ線レーザーを発生させるＸ線レーザー発生方法であって、前記第１の励起光の照射時における前記第１のテープ状のターゲット中の前記第１の励起光の照射領域、及び／又は前記第２の励起光の照射時における前記第２のテープ状のターゲット中の前記第２の励起光の照射領域に、張力を印加することを特徴とする。
本発明のＸ線レーザー発生装置は、パルス状の励起光を線状に集光してテープ状のターゲットに照射することによってＸ線レーザーを発生させるＸ線レーザー発生装置であって、前記パルス状の励起光の照射時に、前記テープ状のターゲットにおける前記パルス状の励起光の照射領域に張力を印加する張力印加手段を具備することを特徴とする。
本発明のＸ線レーザー発生装置は、前記テープ状のターゲットの一端が固定される第１のリールと、前記テープ状のターゲットの他端が固定される第２のリールと、前記第１のリールを回転させる第１のモータと、前記第２のリールを回転させる第２のモータと、を具備し、前記張力印加手段において、前記張力は、前記第１のモータ又は前記第２のモータによって印加されることを特徴とする。
本発明のＸ線レーザー発生装置において、前記パルス状の励起光が照射された後、次に前記パルス状の励起光が照射されるまでの間に、前記第１のリール側から前記第２のリール側に前記テープ状のターゲットを巻き取ることにより、前記テープ状のターゲット上における前記パルス状の励起光の照射箇所を移動させることを特徴とする。
本発明のＸ線レーザー発生装置は、前記テープ状のターゲットが巻き取られる方向と垂直な方向に延びる線状に前記パルス状の励起光を集光することを特徴とする。
本発明のＸ線レーザー発生装置は、第１のテープ状のターゲットに第１の励起光を線状に集光して照射して第１のＸ線レーザーを発生させ、第２のテープ状のターゲットに第２の励起光を線状に集光して照射し、かつ、当該照射領域に前記第１のＸ線レーザーを入射させ、当該照射領域から第２のＸ線レーザーを発生させるＸ線レーザー発生装置であって、前記第１の励起光の照射時における前記第１のテープ状のターゲット中の前記第１の励起光の照射領域、及び／又は前記第２の励起光の照射時における前記第２のテープ状のターゲット中の前記第２の励起光の照射領域に、張力を印加する張力印加手段を具備することを特徴とする。
本発明のターゲットは、前記Ｘ線レーザー発生装置に用いられるテープ状のターゲットであって、銀、鉄、ジルコニウム、モリブデン、亜鉛、チタニウム、錫、パラジウム、タングステン、タンタル、金、イッテリビウムのうちのいずれか１種で構成され、厚さが３０〜５０μｍの範囲であることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention has the following configurations.
The X-ray laser generation method of the present invention is an X-ray laser generation method for generating an X-ray laser by condensing pulsed excitation light in a linear shape and irradiating it on a tape-shaped target. When the excitation light is irradiated, tension is applied to the pulsed excitation light irradiation region of the tape-shaped target.
In the X-ray laser generation method of the present invention, one end and the other end of the tape-shaped target are fixed to a first reel and a second reel, respectively, and the pulsed excitation light is transmitted to the first reel and the first reel. The tension is applied by irradiating the tape-shaped target between two reels and applying a rotational torque to the first reel and / or the second reel.
In the X-ray laser generation method of the present invention, after the pulsed excitation light is irradiated and before the pulsed excitation light is irradiated next, the second reel from the first reel side. By winding the tape-shaped target on the reel side, the irradiation position of the pulse-shaped excitation light on the tape-shaped target is moved.
In the X-ray laser generation method of the present invention, the pulsed excitation light is condensed into a linear shape extending in a direction perpendicular to a direction in which the tape-shaped target is wound.
The X-ray laser generation method of the present invention generates a first X-ray laser by condensing and irradiating a first tape-shaped target with a first excitation light in a linear shape, and generating a second tape-shaped target. X-ray that irradiates the target with the second excitation light in a linear form and causes the first X-ray laser to enter the irradiation region and generate a second X-ray laser from the irradiation region A laser generation method, wherein an irradiation region of the first excitation light in the first tape-shaped target at the time of irradiation of the first excitation light and / or at the time of irradiation of the second excitation light. A tension is applied to the irradiation region of the second excitation light in the second tape-shaped target.
The X-ray laser generator of the present invention is an X-ray laser generator for generating an X-ray laser by condensing pulsed excitation light into a linear shape and irradiating it on a tape-shaped target. It is characterized by comprising a tension applying means for applying a tension to the pulsed excitation light irradiation region of the tape-shaped target when the excitation light is irradiated.
The X-ray laser generator according to the present invention includes a first reel to which one end of the tape-shaped target is fixed, a second reel to which the other end of the tape-shaped target is fixed, and the first reel. A first motor for rotating the second reel, and a second motor for rotating the second reel, wherein the tension is applied by the first motor or the second motor in the tension applying means. It is characterized by being.
In the X-ray laser generator according to the present invention, after the pulsed excitation light is irradiated and before the pulsed excitation light is irradiated next, the second reel from the first reel side. By winding the tape-shaped target on the reel side, the irradiation position of the pulse-shaped excitation light on the tape-shaped target is moved.
The X-ray laser generator of the present invention is characterized in that the pulsed excitation light is condensed in a linear shape extending in a direction perpendicular to a direction in which the tape-shaped target is wound.
The X-ray laser generator of the present invention generates a first X-ray laser by condensing and irradiating a first tape-shaped target with a first excitation light on a first tape-shaped target. X-ray that irradiates the target with the second excitation light in a linear form and causes the first X-ray laser to enter the irradiation region and generate a second X-ray laser from the irradiation region A laser generator, wherein the first excitation light irradiation region in the first tape-shaped target at the time of irradiation of the first excitation light and / or at the time of irradiation of the second excitation light Tension applying means for applying tension to the irradiation region of the second excitation light in the second tape-shaped target is provided.
The target of the present invention is a tape-like target used in the X-ray laser generator, and is any of silver, iron, zirconium, molybdenum, zinc, titanium, tin, palladium, tungsten, tantalum, gold, and ytterbium It is comprised by 1 type, The thickness is the range of 30-50 micrometers, It is characterized by the above-mentioned.

本発明は以上のように構成されているので、テープ状のターゲット上にパルスレーザー励起光を線状に集光する構成を用いて、安定してＸ線レーザーを発生させることができる。 Since the present invention is configured as described above, an X-ray laser can be stably generated using a configuration in which pulsed laser excitation light is linearly collected on a tape-like target.

本発明の第１の実施の形態に係るＸ線レーザー発生装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the X-ray laser generator which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態に係るＸ線レーザー発生装置における（ａ）パルスレーザー励起光の出力、（ｂ）テープターゲットの巻き取り方向における照射領域の位置、（ｃ）テープターゲットに印加される張力、のタイミングチャートである。(A) output of pulse laser excitation light in the X-ray laser generator according to the first embodiment of the present invention, (b) position of an irradiation region in the winding direction of the tape target, and (c) applied to the tape target. It is a timing chart of tension. 巻き取りに伴うテープターゲット表面の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the tape target surface accompanying winding. 本発明の第２の実施の形態に係るＸ線レーザー発生装置の構成の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of a structure of the X-ray laser generator which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 実施例、比較例によって発生させたＸ線レーザーの空間強度分布を測定した結果である。It is the result of having measured the spatial intensity distribution of the X-ray laser generated by the Example and the comparative example. 実施例において、テープターゲットの厚さを３０μｍ、５０μｍとした場合の空間強度分布及び強度を測定した結果である。In an Example, it is the result of measuring spatial intensity distribution and intensity | strength when the thickness of a tape target is 30 micrometers and 50 micrometers. 実施例、比較例をダブルターゲット方式とした場合に発生させたＸ線レーザーの空間強度分布を測定した結果である。It is the result of having measured the spatial intensity distribution of the X-ray laser generated when an Example and a comparative example were made into the double target system. 実施例、比較例２をダブルターゲット方式とした場合に発生したＸ線レーザーの空間的位置のばらつきを測定した結果である。It is the result of measuring the dispersion | variation in the spatial position of the X-ray laser generated when an Example and the comparative example 2 were made into the double target system.

（第１の実施の形態）
以下、本発明を実施するための形態となるＸ線レーザー発生装置につき説明する。図１は、第１の実施の形態に係るＸ線レーザー発生装置１０の構成の概要を示す図である。図１において、（ａ）はこのＸ線レーザー発生装置１０の側面図、（ｂ）は正面図を示す。なお、このＸ線レーザー発生装置１０には、パルスレーザー励起光を発振するパルスレーザー発振器、及びこのパルスレーザー励起光の集光光学系も実際には含まれるが、これらの記載は図１においては便宜上省略している。 (First embodiment)
Hereinafter, an X-ray laser generator serving as an embodiment for carrying out the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing an outline of the configuration of an X-ray laser generator 10 according to the first embodiment. 1A is a side view of the X-ray laser generator 10, and FIG. 1B is a front view thereof. The X-ray laser generator 10 actually includes a pulse laser oscillator that oscillates pulsed laser excitation light and a condensing optical system for the pulsed laser excitation light. These descriptions are shown in FIG. It is omitted for convenience.

このＸ線レーザー発生装置１０においては、巻き取りが可能なテープ状のターゲット（テープターゲット）１１が用いられる。テープターゲット１１の巻き取り方向における一端は第１のリール１２に固定され、かつ初期状態では第１のリール１２に巻き付いた状態とされる。テープターゲット１１の他端は第２のリール１３に固定され、初期状態から徐々に第２のリール１３に巻き取られる形態とされる。第１のリール１２には、回転軸１４を介して第１のモータ１５が接続され、回転軸１４を中心として回転できる、あるいは、トルクが印加できる構成とされている。第２のリール１３には、回転軸１６を介して第２のモータ１７が接続され、回転軸１６を中心として回転できる、あるいは、トルクが印加できる構成とされている。 In the X-ray laser generator 10, a tape-like target (tape target) 11 that can be wound is used. One end of the tape target 11 in the winding direction is fixed to the first reel 12 and is wound around the first reel 12 in the initial state. The other end of the tape target 11 is fixed to the second reel 13 and is gradually wound around the second reel 13 from the initial state. A first motor 15 is connected to the first reel 12 via a rotary shaft 14 so that the first reel 12 can rotate around the rotary shaft 14 or a torque can be applied. A second motor 17 is connected to the second reel 13 via a rotary shaft 16 so that the second reel 13 can rotate around the rotary shaft 16 or a torque can be applied.

テープターゲット１１は、第１のリール１２と第２のリール１３の間において、ローラ回転軸２１を中心として回転自在な４つのローラ２２を介し、同じくローラ回転軸２３を中心として回転自在な２つのターゲット支持用ローラ２４の間で張力を印加された平坦な状態となって支持される。第１のモータ１５、第２のモータ１７、ローラ回転軸２１、ローラ回転軸２３は、それぞれ基板３０上に固定されている。以上の構成によって、第１、第２のリール１２、１３、テープターゲット１１は、図１に示された黒色矢印に示された方向の回転運動、移動をする。 The tape target 11 has two rollers 22, which are also rotatable about the roller rotation shaft 23, via four rollers 22 which are rotatable about the roller rotation shaft 21 between the first reel 12 and the second reel 13. The target support roller 24 is supported in a flat state to which a tension is applied. The first motor 15, the second motor 17, the roller rotation shaft 21, and the roller rotation shaft 23 are respectively fixed on the substrate 30. With the above configuration, the first and second reels 12 and 13 and the tape target 11 rotate and move in the direction indicated by the black arrow shown in FIG.

また、図１に示された構成全体は真空中に設置されている。ただし、この構成においては、２つのターゲット支持用ローラ２４の間のテープターゲット１１からＸ線レーザーが発生するため、最低限この箇所のみを真空中とする構成であればよい。 Moreover, the whole structure shown by FIG. 1 is installed in the vacuum. However, in this configuration, since the X-ray laser is generated from the tape target 11 between the two target support rollers 24, it is sufficient that only this portion is in a vacuum.

２つのターゲット支持用ローラ２４の間で、テープターゲット１１には、線状に集光されたパルスレーザー励起光が図１（ａ）中の右側から白色矢印に示されるように照射される。このパルスレーザー励起光のテープターゲット１１上における形状は、図１（ｂ）の照射領域４０に示されるように、横長の線状形状となる。従って、この照射領域４０においてはテープターゲット１１を構成する材料は溶融、蒸発してプラズマ化し、この照射領域４０と同様の形状のプラズマ領域が形成される。これにより、図１（ｂ）中の白色矢印に示されるように、Ｘ線レーザーは、パルスレーザー励起光の入射方向と垂直な方向に発生する。 Between the two target support rollers 24, the tape target 11 is irradiated with pulsed laser excitation light condensed linearly from the right side in FIG. 1A as indicated by a white arrow. The shape of the pulse laser excitation light on the tape target 11 is a horizontally long linear shape as shown in the irradiation region 40 of FIG. Therefore, in the irradiation region 40, the material constituting the tape target 11 is melted and evaporated to be turned into plasma, and a plasma region having the same shape as the irradiation region 40 is formed. Thereby, as indicated by the white arrow in FIG. 1B, the X-ray laser is generated in a direction perpendicular to the incident direction of the pulsed laser excitation light.

テープターゲット１１は、巻き取り可能なテープ状のターゲットであり、Ｘ線を発生する材料で構成される。Ｘ線を発生する材料は、発生するＸ線の波長に応じて適宜選択され、銀（波長１３．９ｎｍ）、鉄（波長２５．５ｎｍ）、ジルコニウム（波長２２．０ｎｍ）、モリブデン（波長１８．９ｎｍ）、亜鉛（波長２１．２ｎｍ）、チタニウム（波長３２．６ｎｍ）、錫（波長１２．０ｎｍ）、パラジウム（波長１４．７ｎｍ）、タングステン（波長４．３ｎｍ）、タンタル（波長４．５ｎｍ）、金（波長３．６ｎｍ）、イッテリビウム（波長５．０ｎｍ）等の金属が好ましく用いられる。また、これらの材料単体でテープターゲット１１が構成されている必要はなく、例えば特許文献２に記載されたように、高分子材料からなる可撓性のある基体上にこれらの材料薄膜が形成された構成としてもよい。テープターゲット１１が上記の金属材料で構成される場合、巻き取り可能なように、その厚さを可撓性が得られる範囲内とすることが好ましい。テープターゲット１１の幅（巻き取り方向と垂直な方向の長さ）は、パルスレーザー励起光を線状に集光する際の長さよりも広くすることが好ましく、例えば１０ｍｍ程度である。テープターゲット１１の長さは第１、第２のリール１２、１３の大きさ等に応じて適宜設定され、例えば５０ｍ程度とすることができる。 The tape target 11 is a tape-like target that can be wound, and is made of a material that generates X-rays. The material for generating X-rays is appropriately selected according to the wavelength of the generated X-rays, and silver (wavelength 13.9 nm), iron (wavelength 25.5 nm), zirconium (wavelength 22.0 nm), molybdenum (wavelength 18. 9 nm), zinc (wavelength 21.2 nm), titanium (wavelength 32.6 nm), tin (wavelength 12.0 nm), palladium (wavelength 14.7 nm), tungsten (wavelength 4.3 nm), tantalum (wavelength 4.5 nm) Metals such as gold (wavelength 3.6 nm) and ytterbium (wavelength 5.0 nm) are preferably used. Further, the tape target 11 does not need to be composed of these materials alone. For example, as described in Patent Document 2, these material thin films are formed on a flexible substrate made of a polymer material. It is good also as a structure. When the tape target 11 is made of the above metal material, it is preferable that the thickness is within a range where flexibility can be obtained so that the tape target 11 can be wound. The width of the tape target 11 (the length in the direction perpendicular to the winding direction) is preferably wider than the length when the pulsed laser excitation light is collected linearly, for example, about 10 mm. The length of the tape target 11 is appropriately set according to the size of the first and second reels 12 and 13 and can be set to about 50 m, for example.

パルスレーザー励起光は、パルスレーザー発振器（図示せず）から発振される。パルスレーザー発振器としては、パルス状のレーザー光を繰り返し発振できる、例えばチタンサファイアレーザー（発振波長８００ｎｍ程度）やネオジウムガラスレーザー（発振波長１μｍ程度）が好ましく用いられる。また、発振された励起レーザー光はレンズ等からなる集光光学系によってテープターゲット１１上で線状に集光され、その長さは上記のテープターゲット１１の幅よりも短く、幅（テープターゲット１１の巻き取り方向の幅）は、２０μｍ程度とすることができる。このため、このパルスレーザー励起光の照射領域４０は図１（ｂ）に示されるようになり、テープ状のターゲット１１が巻き取られる方向と垂直な方向に延びる線状の形状となる。この照射領域４０中でテープターゲット１１を構成する材料は気化するため、照射後にはこの照射領域４０はそのまま照射痕となってテープターゲット１１上に残る。 The pulse laser excitation light is oscillated from a pulse laser oscillator (not shown). As the pulse laser oscillator, for example, a titanium sapphire laser (with an oscillation wavelength of about 800 nm) or a neodymium glass laser (with an oscillation wavelength of about 1 μm) that can oscillate pulsed laser light is preferably used. The oscillated excitation laser light is condensed linearly on the tape target 11 by a condensing optical system composed of a lens or the like, and the length thereof is shorter than the width of the tape target 11, and the width (tape target 11 The width in the winding direction) can be about 20 μm. Therefore, the irradiation region 40 of the pulse laser excitation light is as shown in FIG. 1B, and has a linear shape extending in a direction perpendicular to the direction in which the tape-like target 11 is wound. Since the material constituting the tape target 11 is vaporized in the irradiation region 40, the irradiation region 40 remains as an irradiation mark on the tape target 11 after irradiation.

第１のモータ１５、第２のモータ１７としては、例えば一般的に用いられるＤＣモータ、ＡＣモータ、あるいはこれらを用いたサーボモータやステッピングモータ等を使用することができる。これらにおいては、回転角度を検出、フィードバックすることによって、その回転角度や回転速度を制御することが可能である構成とすることが好ましい。ただし、これらは真空中に設置されるため、真空中で安定して動作できるものが特に好ましく用いられる。これによって、第１のリール１２、第２のリール１３を図１中の黒色矢印に示す方向に回転させることができ、テープターゲット１１における照射領域４０の位置を順次走査することができる。 As the first motor 15 and the second motor 17, for example, a generally used DC motor, AC motor, or a servo motor or a stepping motor using these can be used. In these, it is preferable that the rotation angle and the rotation speed can be controlled by detecting and feeding back the rotation angle. However, since these are installed in a vacuum, those that can operate stably in a vacuum are particularly preferably used. Accordingly, the first reel 12 and the second reel 13 can be rotated in the direction indicated by the black arrow in FIG. 1, and the position of the irradiation region 40 on the tape target 11 can be sequentially scanned.

また、４つのローラ２２、２つのターゲット支持用ローラ２４は、それぞれローラ回転軸２１、２３を中心に自在に回転し、第１のリール１２から第２のリール１３の間までのテープターゲット１１の移動がスムーズに行われる構成とされる。 Also, the four rollers 22 and the two target support rollers 24 rotate freely around the roller rotation shafts 21 and 23, respectively, and the tape target 11 between the first reel 12 and the second reel 13 is rotated. It is set as the structure by which a movement is performed smoothly.

ここで、このＸ線レーザー発生装置１０においては、テープターゲット１１へのパルスレーザー励起光の照射時に、第１のモータ１５及び／又は第２のモータ１７に回転トルクを発生させることによって、テープターゲット１１に張力が働く構成とされる。特に、パルスレーザー励起光が照射される、２つのターゲット支持用ローラ２４間の領域においてこの張力が働く構成とされる。 Here, in the X-ray laser generator 10, when the tape target 11 is irradiated with the pulsed laser excitation light, the first motor 15 and / or the second motor 17 generates a rotational torque, thereby generating the tape target. 11 is configured such that tension acts. In particular, the tension acts in a region between the two target support rollers 24 irradiated with pulsed laser excitation light.

図２は、このＸ線レーザー発生装置１０におけるパルスレーザー励起光出力（ａ）、テープターゲット１１の巻き取り方向における照射領域の位置（ｂ）、テープターゲット１１に印加される張力（ｃ）、についてのタイミングチャートを示す。 FIG. 2 shows the pulse laser excitation light output (a), the position of the irradiation region in the winding direction of the tape target 11 (b), and the tension (c) applied to the tape target 11 in the X-ray laser generator 10. The timing chart of is shown.

パルスレーザー励起光出力（図２（ａ））は、前記の通り、例えばチタンサファイアレーザーの発振出力である。Ｘ線レーザーを発生させるための励起光として用いるためには、短時間に充分な強度をもったパルス状であることが好ましく、例えばこのパルス幅は数１００フェムト秒〜数ピコ秒、発振周波数は１０Ｈｚ程度とすることができる。従って、このタイミングでプラズマが生成され、これに応じてＸ線レーザーが発生する。 The pulse laser excitation light output (FIG. 2A) is, for example, an oscillation output of a titanium sapphire laser as described above. In order to use it as excitation light for generating an X-ray laser, it is preferable that the pulse has a sufficient intensity in a short time. For example, the pulse width is several hundred femtoseconds to several picoseconds, and the oscillation frequency is It can be about 10 Hz. Accordingly, plasma is generated at this timing, and an X-ray laser is generated accordingly.

テープターゲット１１の巻き取り方向における照射領域の位置（図２（ｂ））は、パルスレーザー励起光（図２（ａ））がオンとなっている前後で固定される。その後、次にパルスレーザー励起光がオンされるまでの間に所定距離だけ移動し、その位置で次にパルスレーザー励起光がオンとなる前後の間は再び固定される。以上の動作がパルスレーザー励起光出力に応じて繰り返される。従って、パルスレーザー励起光がオンとなる時間毎に、テープターゲット１１における照射領域４０、照射痕４１は、図３（ａ）〜（ｃ）に示す通りの形態とされる。すなわち、図３中の黒矢印に示されるように、テープターゲット１１における照射領域４０が順次移動し、照射痕４１が順次生成される。従って、パルスレーザー励起光の出力毎にテープターゲット１１の新しい面が照射されるため、安定してＸ線レーザーが発生する。 The position of the irradiation region in the winding direction of the tape target 11 (FIG. 2B) is fixed before and after the pulse laser excitation light (FIG. 2A) is turned on. Thereafter, the laser beam moves by a predetermined distance until the next pulse laser excitation light is turned on, and is fixed again before and after the next time the pulse laser excitation light is turned on at that position. The above operation is repeated according to the pulse laser excitation light output. Therefore, every time when the pulsed laser excitation light is turned on, the irradiation area 40 and the irradiation mark 41 in the tape target 11 are configured as shown in FIGS. That is, as indicated by the black arrows in FIG. 3, the irradiation region 40 in the tape target 11 moves sequentially, and irradiation marks 41 are sequentially generated. Therefore, since a new surface of the tape target 11 is irradiated every time the pulse laser excitation light is output, an X-ray laser is stably generated.

図２（ｂ）の動作は、例えば一般的に用いられるビデオカセットデッキ等におけるテープ送りと同様にして、第１のモータ１５及び第２のモータ１７、あるいは巻き取り側となる第２のモータ１７のみを用いて実現できる。 The operation of FIG. 2B is the same as tape feeding in a generally used video cassette deck or the like, for example, the first motor 15 and the second motor 17 or the second motor 17 on the winding side. It can be realized using only.

テープターゲット１１を一端から他端まで図３に示した形態で使い終わった際には、第２のリール１３を取り外し、使用済みのテープターゲット１１を取り外し、第１のリール１２に新品のテープターゲット１１を巻き付け、再び図１の構成でテープターゲット１１をセットすればよい。 When the tape target 11 has been used from one end to the other end in the form shown in FIG. 3, the second reel 13 is removed, the used tape target 11 is removed, and a new tape target is placed on the first reel 12. 11 may be wound and the tape target 11 may be set again with the configuration of FIG.

パルスレーザー励起光出力（図２（ａ））とテープターゲット１１の巻き取り方向における照射領域の位置（図２（ｂ））との関係は、特許文献１等に記載された技術と同様である。 The relationship between the pulse laser excitation light output (FIG. 2A) and the position of the irradiation region in the winding direction of the tape target 11 (FIG. 2B) is the same as the technique described in Patent Document 1 and the like. .

ただし、このＸ線レーザー発生装置１０においては、テープターゲット１１に印加される張力を図２（ｃ）のように調整したことが特徴である。すなわち、テープターゲット１１が固定され、パルスレーザー励起光がオンされた期間において、図３中の白矢印で示された方向に張力が働く構成とされる。この張力は、例えば、第１のモータ１５を停止して固定させ、第２のモータ１７で図１（ａ）に示された方向の回転トルクを発生させることによって実現できる。あるいは、逆に、第２のモータ１７を停止させ、第１のモータ１５で図１（ａ）に示された方向と逆向きの回転トルクを発生させることによっても実現できる。また、２つのターゲット支持用ローラ２４よりも第１のモータ１５側、あるいは第２のモータ１７側にテープターゲット１１を固定するストッパを設けることによってテープターゲット１１の一端側を固定し、他端側にある第２のモータ１７、あるいは第１のモータ１５で回転トルクを発生させ、テープターゲット１１を引っ張る構成とすることもできる。 However, the X-ray laser generator 10 is characterized in that the tension applied to the tape target 11 is adjusted as shown in FIG. That is, the tension works in the direction indicated by the white arrow in FIG. 3 during the period in which the tape target 11 is fixed and the pulse laser excitation light is turned on. This tension can be realized, for example, by stopping and fixing the first motor 15 and generating the rotational torque in the direction shown in FIG. 1A by the second motor 17. Alternatively, it can be realized by stopping the second motor 17 and generating a rotational torque in the direction opposite to the direction shown in FIG. Further, by providing a stopper for fixing the tape target 11 on the first motor 15 side or the second motor 17 side relative to the two target support rollers 24, one end side of the tape target 11 is fixed and the other end side is fixed. The second motor 17 or the first motor 15 may generate a rotational torque and pull the tape target 11.

この構成により、パルスレーザー励起光がこのテープターゲット１１に照射される間には、テープターゲット１１には張力がかかり、弛みがなく、照射領域における高い平坦性が得られる。従って、Ｘ線レーザーが発生する間のテープターゲット１１の平坦性が飛躍的に向上し、この平坦性を反映した線状のプラズマが生成される。この線状のプラズマの直線性は高くなるため、その中でのＸ線の増幅特性が良好となる。 With this configuration, while the tape laser 11 is irradiated with the pulse laser excitation light, the tape target 11 is tensioned and is not loosened, and high flatness in the irradiated region can be obtained. Therefore, the flatness of the tape target 11 is greatly improved while the X-ray laser is generated, and a linear plasma reflecting this flatness is generated. Since the linearity of this linear plasma becomes high, the amplification characteristic of X-rays in it becomes good.

従って、高強度、高指向性、高可干渉性のＸ線レーザーが発生する。しかも、充分に長いテープ状のターゲットを用いているため、特許文献１等に記載の場合と同様に、これを適宜巻き取って使用することができる。従って、このターゲットの交換頻度を少なくすることができる。例えば、厚さ３０μｍ、１００ｍの長さの銀で構成されたテープターゲット１１を用いれば、パルス状のＸ線レーザーを１００００回発生させることができる。 Therefore, an X-ray laser with high intensity, high directivity, and high coherence is generated. In addition, since a sufficiently long tape-like target is used, it can be appropriately wound and used in the same manner as described in Patent Document 1 and the like. Therefore, the replacement frequency of the target can be reduced. For example, if a tape target 11 made of silver having a thickness of 30 μm and a length of 100 m is used, a pulsed X-ray laser can be generated 10,000 times.

また、例えば特許文献１等に記載の装置と比較して特別な構成要素を付加しておらず、第１のモータ１５、第２のモータ１７の駆動方法を変えただけ、あるいはこれにテープターゲット１１のストッパを追加しただけの単純な構成によって、上記の張力を印加する機能を実現することができる。 Further, for example, no special constituent elements are added as compared with the apparatus described in Patent Document 1 or the like, and only the driving method of the first motor 15 and the second motor 17 is changed, or a tape target is added thereto. The function of applying the tension can be realized by a simple configuration in which 11 stoppers are added.

なお、図２の例では、テープターゲット１１の移動や張力の印加をステップ的に行う構成としたが、この構成は適宜設定することができる。例えば、テープターゲット１１に対して第１のモータ１５と第２のモータ１７から常に逆向きの力が加わる構成とし、第２のリール１３側から引く力をより大きくした構成とすることができる。この場合、テープターゲット１１が第２のリール１３側に巻き取られる方向に連続的に移動し、かつ常に張力が印加される。すなわち、上記の効果を奏する範囲内で、テープターゲット１１の移動及び張力の印加のパターンは任意である。 In the example of FIG. 2, the tape target 11 is moved and the tension is applied stepwise, but this configuration can be set as appropriate. For example, a configuration in which reverse force is always applied to the tape target 11 from the first motor 15 and the second motor 17 and a force to be pulled from the second reel 13 side can be increased. In this case, the tape target 11 continuously moves in the direction of being wound on the second reel 13 side, and tension is always applied. That is, the pattern of movement of the tape target 11 and application of tension is arbitrary within the range where the above-described effects are exhibited.

また、上記の例では、テープターゲット１１に対して張力を印加するために第１のモータ１５及び／又は第２のモータ１７が用いられたが、これに限られるものではない。テープターゲット１１においてパルス状の励起光が線状に集光された箇所に対して張力を印加することのできる手段（張力印加手段）であれば、これを用いて同様にＸ線レーザーを安定して発生させることができる。 In the above example, the first motor 15 and / or the second motor 17 are used to apply tension to the tape target 11, but the present invention is not limited to this. If the tape target 11 is a means (tension applying means) capable of applying a tension to a portion where the pulsed excitation light is linearly collected, the X-ray laser is similarly stabilized using this. Can be generated.

また、第１のリール１２から第２のリール１３に至る間のテープターゲット１１の支持の方法は、巻き送り動作を行う場合でも照射領域を精密に固定することができ、かつ照射領域に張力を印加できる構成であれば、上記の構成に限定されない。すなわち、ローラ２２、ターゲット支持用ローラ２４の数やその有無は、上記の効果を奏する限りにおいて任意である。 In addition, the method of supporting the tape target 11 from the first reel 12 to the second reel 13 can accurately fix the irradiation region even when performing a winding operation, and can apply tension to the irradiation region. Any configuration that can be applied is not limited to the above configuration. That is, the number of the rollers 22 and the target support rollers 24 and the presence / absence thereof are arbitrary as long as the above effects are obtained.

また、テープターゲット１１は、前記の通り、Ｘ線を発生する金属等の単一材料で構成しても、可撓性のある基体上にＸ線を発生する金属等の薄膜を形成した構成としてもよい。ただし、これらにおける金属層が厚い場合には、テープターゲット１１の可撓性が損なわれ、張力を印加することによる平坦性の向上という効果も損なわれる。従って、これらの場合における金属層の厚さは、例えば５０μｍ以下とすることが好ましい。一方、この金属層が薄い場合には、照射領域で断裂を生じやすくなるため、特にテープターゲット１１を単一材料で構成する場合には、その厚さは例えば３０μｍ以上とすることが好ましい。ただし、パルスレーザー励起光の照射後にテープターゲット１１の巻き取りが可能な限りにおいて、テープターゲット１１の厚さは適宜設定される。 Further, as described above, the tape target 11 may be formed of a single material such as a metal that generates X-rays, but a thin film of metal or the like that generates X-rays is formed on a flexible substrate. Also good. However, when the metal layer in these is thick, the flexibility of the tape target 11 is impaired, and the effect of improving flatness by applying a tension is also impaired. Therefore, the thickness of the metal layer in these cases is preferably 50 μm or less, for example. On the other hand, when this metal layer is thin, tearing is likely to occur in the irradiated region. Therefore, particularly when the tape target 11 is made of a single material, the thickness is preferably set to 30 μm or more, for example. However, the thickness of the tape target 11 is appropriately set as long as the tape target 11 can be wound after irradiation with pulsed laser excitation light.

また、上記の例では、パルスレーザー励起光による照射領域４０は、テープターゲット１１の幅（巻き取り方向と垂直の方向の幅）の中に収まる構成としたが、テープターゲット１１の断裂を生じない限りにおいて、テープターゲット１１の幅の方向における照射領域４０の長さは任意である。 In the above example, the irradiation region 40 by the pulsed laser excitation light is configured to fit within the width of the tape target 11 (width in the direction perpendicular to the winding direction), but the tape target 11 is not torn. As long as the length of the irradiation region 40 in the width direction of the tape target 11 is arbitrary.

更に、上記の例では、テープターゲット１１における幅の方向に延びる線状にパルスレーザー励起光を集光する構成としたが、上記の効果は、線集光の向きに関わらず得られることは明らかである。例えば、線集光の形状をこの方向と垂直にする、すなわち、テープターゲット１１の巻き取り方向に延びる線状にパルスレーザー励起光を集光することもできる。この場合、テープターゲット１１の幅をより狭くできる、あるいは、同じ幅であればより断裂を生じにくくなる。 Furthermore, in the above example, the pulse laser excitation light is collected in a linear shape extending in the width direction of the tape target 11. However, it is clear that the above effect can be obtained regardless of the direction of the linear light collection. It is. For example, the pulsed laser excitation light can also be focused in a line shape that is perpendicular to this direction, that is, in a linear shape extending in the winding direction of the tape target 11. In this case, the width of the tape target 11 can be made narrower, or if it is the same width, the tearing is less likely to occur.

（第２の実施の形態）
前記のＸ線レーザー発生装置１０においては、単一のテープターゲット１１を用いた場合において良好な特性のＸ線レーザーを安定して発生させることができる。従って、これを２つ組み合わせて特許文献３に記載のダブルターゲット方式のＸ線レーザー発生装置を構成すれば、更に良好な特性のＸ線レーザーを発生させることができる。 (Second Embodiment)
The X-ray laser generator 10 can stably generate an X-ray laser with good characteristics when a single tape target 11 is used. Therefore, if a double target type X-ray laser generator described in Patent Document 3 is configured by combining two of them, an X-ray laser with even better characteristics can be generated.

このＸ線レーザー発生装置５０の構成の概略を示したのが図４である。このＸ線レーザー発生装置５０においては、第１のテープターゲット５１、第２のテープターゲット５２が用いられる。これらを構成する元素（Ｘ線を発する元素）は同一とする。これらは、それぞれ前記のテープターゲット１１と同様に、モータによって図４中の黒矢印で示された方向に移動できる構成とされている。また、第１のテープターゲット５１には、第１のパルスレーザー励起光５３が図４中の横方向に延びた線状の第１の照射領域５４において集光されて照射され、第２のテープターゲット５２には、第２のパルスレーザー励起光５５が図４中の横方向に延びた線状の第２の照射領域５６において集光されて照射される。従って、図４に示されるように、第１、第２のテープターゲット５１、５２には図４に示されるように照射痕５７が形成される。 FIG. 4 shows an outline of the configuration of the X-ray laser generator 50. In the X-ray laser generator 50, a first tape target 51 and a second tape target 52 are used. These elements (elements that emit X-rays) are the same. Each of these is configured to be movable in the direction indicated by the black arrow in FIG. 4 by a motor, similarly to the tape target 11 described above. Further, the first tape target 51 is focused and irradiated with the first pulse laser excitation light 53 in the linear first irradiation region 54 extending in the lateral direction in FIG. The target 52 is irradiated with the second pulsed laser excitation light 55 which is condensed in a linear second irradiation region 56 extending in the lateral direction in FIG. Therefore, as shown in FIG. 4, irradiation marks 57 are formed on the first and second tape targets 51 and 52 as shown in FIG.

また、第１の実施の形態と同様に、第１のテープターゲット５１が第１のパルスレーザー励起光５３が照射される際には、図４中の白矢印で示された方向に張力が働く構成とされる。これにより、第１のテープターゲット５１の表面で形成されたプラズマから、第１のＸ線レーザー５８が発生する。 Similarly to the first embodiment, when the first tape target 51 is irradiated with the first pulsed laser excitation light 53, tension acts in the direction indicated by the white arrow in FIG. It is supposed to be configured. Thereby, the first X-ray laser 58 is generated from the plasma formed on the surface of the first tape target 51.

ここで、第１のテープターゲット５１において横方向に延びた形状の照射領域５４と、第２のテープターゲット５２において横方向に延びた形状の照射領域５６とが略同一直線上に乗るような位置関係とすれば、第１のＸ線レーザー５８は第２のテープターゲット５２における照射領域５６を横方向から照射する。この照射のタイミングを、第２のテープターゲット５２においてＸ線レーザーを発生するプラズマが生成されるタイミング、すなわち、第２のパルスレーザー励起光５５によって照射されてＸ線レーザーを発生するプラズマが生成されるタイミングと等しくすれば、第１のＸ線レーザー５８は、このプラズマ中で増幅され、新たに第２のＸ線レーザー５９となって発生する。なお、ここで、第１のテープターゲット５１（照射領域５４）から第１のＸ線レーザー５６が発生するタイミングは、第１のパルスレーザー励起光５３の照射から例えば３０ピコ秒程度遅れることがある。従って、第２のパルスレーザー励起光５５の照射タイミングは、これによってプラズマが生成されるタイミングと第１のＸ線レーザー５８が入射するタイミングとが整合するように設定すればよい。 Here, a position where the irradiation region 54 having a shape extending in the lateral direction in the first tape target 51 and the irradiation region 56 having a shape extending in the horizontal direction in the second tape target 52 are on substantially the same straight line. In relation, the first X-ray laser 58 irradiates the irradiation region 56 of the second tape target 52 from the lateral direction. This irradiation timing is the timing at which the plasma that generates the X-ray laser is generated in the second tape target 52, that is, the plasma that generates the X-ray laser by being irradiated with the second pulse laser excitation light 55 is generated. The first X-ray laser 58 is amplified in this plasma and newly generated as a second X-ray laser 59. Here, the timing at which the first X-ray laser 56 is generated from the first tape target 51 (irradiation region 54) may be delayed by, for example, about 30 picoseconds from the irradiation of the first pulse laser excitation light 53. . Therefore, the irradiation timing of the second pulse laser excitation light 55 may be set so that the timing at which plasma is generated thereby matches the timing at which the first X-ray laser 58 is incident.

以上の動作は、特許文献３に記載された技術と同様である。従って、特許文献３に記載の技術と同様に、第１のＸ線レーザー５８よりも輝度、指向性、可干渉性が向上した第２のＸ線レーザー５９が第２のテープターゲット５２から発生する。 The above operation is the same as the technique described in Patent Document 3. Accordingly, the second X-ray laser 59 with improved brightness, directivity, and coherence than the first X-ray laser 58 is generated from the second tape target 52 as in the technique described in Patent Document 3. .

ただし、特許文献３に記載の技術を実現するためには、第１のターゲット上で形成された線状のプラズマの形状における直線性を適正に保ち、第２のターゲット上で形成された線状のプラズマの形状における直線性を適正に保ち、かつこれらのプラズマが略同一直線上に乗る構成とする必要がある。この点は、定形性のあるバルク金属ターゲット等を用いた場合には比較的容易に実現できるが、定形性の低い可撓性のテープターゲットを用いた場合には、実現が困難である。また、バルク金属のターゲットを用いた場合でも、照射領域では金属の溶融が起こるために表面形状が変化し、プラズマの形状や生成箇所がＸ線レーザーの発生に応じて変化する。従って、上記の位置関係がパルスレーザー励起光の照射の度に再現性よく満たされるものではない。 However, in order to realize the technique described in Patent Document 3, the linearity in the shape of the linear plasma formed on the first target is appropriately maintained, and the linear shape formed on the second target is maintained. It is necessary to maintain the linearity of the plasma shape appropriately and to have these plasmas on substantially the same straight line. This point can be realized relatively easily when a bulk metal target having a regularity is used, but is difficult to realize when a flexible tape target having a low regularity is used. Further, even when a bulk metal target is used, the surface shape changes due to melting of the metal in the irradiated region, and the shape and generation location of the plasma change according to the generation of the X-ray laser. Therefore, the above positional relationship is not satisfied with good reproducibility each time pulse laser excitation light is irradiated.

これに対して、このＸ線レーザー発生装置５０においては、第１のテープターゲット５１、第２のテープターゲット５２共に張力を与える構成とするため、上記の位置関係を容易かつ精密に実現することできる。また、第１、第２のテープターゲット５１、５２はＸ線レーザーの発生後には巻き送られて使用されるが、上記の位置関係はその都度再現性よく満たされる。 On the other hand, in the X-ray laser generator 50, since the first tape target 51 and the second tape target 52 are configured to apply tension, the above positional relationship can be easily and precisely realized. . The first and second tape targets 51 and 52 are wound and used after generation of the X-ray laser, but the above positional relationship is satisfied with good reproducibility each time.

従って、照射時のテープターゲット５１、５２に張力を与えることにより、ダブルターゲット方式のＸ線レーザー発生装置５０は、特に安定して良好な特性のＸ線レーザーを発生させることができる。ただし、上記の効果を奏する限りにおいて、一方のテープターゲットにのみ張力を与える構成とすることもできる。あるいは、ダブルターゲット方式において、一方のターゲットのみをテープ状とし、張力を与える構成とすることもできる。 Therefore, by applying tension to the tape targets 51 and 52 at the time of irradiation, the double target type X-ray laser generator 50 can generate an X-ray laser having particularly good and stable characteristics. However, as long as the above-described effect is achieved, a configuration in which tension is applied only to one tape target can be employed. Alternatively, in the double target method, only one of the targets may be in a tape shape to apply tension.

なお、図４の構成では、第１のパルスレーザー励起光５３と第２のパルスレーザー励起光５５とが同じ側から第１のテープターゲット５１、第２のテープターゲット５２に照射される構成としたが、上記の構成が実現される限りにおいて、これらを照射する方向は任意である。すなわち、これらを互いに逆向きから照射させる構成とすることもできる。 In the configuration of FIG. 4, the first pulse laser excitation light 53 and the second pulse laser excitation light 55 are applied to the first tape target 51 and the second tape target 52 from the same side. However, as long as said structure is implement | achieved, the direction which irradiates these is arbitrary. That is, it can also be set as the structure which irradiates these from a mutually reverse direction.

また、上記の位置関係において、例えば２つの線状のプラズマ（照射領域）は厳密に同一直線上に乗る必要はなく、第２のテープターゲット５２上に形成されたプラズマに第１のＸ線レーザー５８が入射し、上記の作用が実現される限りにおいて設定される許容範囲内にあればよい。また、上記の例では、第１のＸ線レーザー５８が照射領域５６に直接入射する構成としたが、その途中に反射鏡を介することも可能である。この場合においては、照射領域５４と照射領域５６とが略同一直線上に乗る構成ではなく、図４に示された場合と同様に、第１のＸ線レーザー５８が第２のテープターゲット５２における照射領域５６を横方向から照射する構成とすればよい。 In the above positional relationship, for example, two linear plasmas (irradiation regions) do not need to be strictly on the same straight line, and the first X-ray laser is applied to the plasma formed on the second tape target 52. As long as 58 is incident and the above-described operation is realized, it may be within an allowable range set. In the above example, the first X-ray laser 58 is directly incident on the irradiation region 56. However, it is possible to use a reflector in the middle of the irradiation. In this case, the irradiation region 54 and the irradiation region 56 are not arranged on substantially the same straight line, and the first X-ray laser 58 is applied to the second tape target 52 as in the case shown in FIG. What is necessary is just to set it as the structure which irradiates the irradiation region 56 from a horizontal direction.

（実施例）
以下では、上記のＸ線レーザー発生装置の実際の特性を調べた結果について説明する。まず、図１に示す構成のＸ線発生装置として、３０μｍ厚の銀単体からなる幅１５ｍｍのテープターゲットを用いた場合について調べた。この際、このテープターゲットの移動（巻き取り）において、第１のモータと第２のモータを共に駆動させることによって、テープターゲットに張力が印加されない状態を作り出し、Ｘ線レーザーを発生させた（比較例１）。また、第２のモータを停止して固定し、第１のモータによって回転トルクを発生させ、第１のリール側からテープターゲットに張力を印加してＸ線レーザーを発生させた（実施例）。更に、テープターゲットを用いず、スライドガラスに銀を２μｍ蒸着した銀コートターゲットを用いて同様にＸ線レーザーを発生させた（比較例２）。 (Example)
Below, the result of having investigated the actual characteristic of said X-ray laser generator is demonstrated. First, as an X-ray generation apparatus having the configuration shown in FIG. 1, a case where a tape target having a width of 15 mm made of 30 μm-thick silver alone was used was examined. At this time, in the movement (winding) of the tape target, the first motor and the second motor are driven together to create a state in which no tension is applied to the tape target, and an X-ray laser is generated (comparison). Example 1). Further, the second motor was stopped and fixed, rotational torque was generated by the first motor, and tension was applied to the tape target from the first reel side to generate an X-ray laser (Example). Further, an X-ray laser was similarly generated using a silver-coated target obtained by depositing 2 μm of silver on a slide glass without using a tape target (Comparative Example 2).

ここで、パルスレーザー励起光としてはネオジウムガラスレーザーを用い、発振パルス幅は３ｐｓｅｃ、発振周波数は最大０．１Ｈｚとした。この励起光のターゲット上における線集光の長さは８ｍｍ、幅は２０μｍとした。 Here, a neodymium glass laser was used as the pulsed laser excitation light, the oscillation pulse width was 3 psec, and the oscillation frequency was 0.1 Hz at maximum. The length of line condensing on the target of the excitation light was 8 mm, and the width was 20 μm.

実施例、比較例１、２において発生したＸ線レーザーの空間強度分布を実測した結果を図５に示す。テープターゲットを用いた実施例１と、銀コートターゲットを用いた比較例２によって、ビーム発散角の半値が５ｍｒａｄ程度の指向性をもったＸ線レーザーの発生が確認されたのに対し、テープターゲットに張力を印加しない比較例１では有意な強度をもつＸ線レーザーが発生しなかった。また、実施例の指向性は、銀コートターゲットを用いた比較例２よりも若干優れている。なお、実施例では、テープターゲットを順次巻き取ることによってこの発振特性をもったＸ線レーザーを安定して再現性よく得ることができ、巻き取ることによって使用できる長さは例えば５０ｍとすることができる。これに対して、比較例２では、このスライドガラスを順次移動させて同様の特性を得ることができるが、その移動距離はスライドガラスの長さとスライドガラスを保持するステージの駆動範囲で制限され、７ｃｍ程度が限界である。 FIG. 5 shows the results of actual measurement of the spatial intensity distribution of the X-ray lasers generated in the examples and comparative examples 1 and 2. In Example 1 using a tape target and Comparative Example 2 using a silver-coated target, the generation of an X-ray laser having a directivity with a beam divergence angle half value of about 5 mrad was confirmed. In Comparative Example 1 where no tension was applied, no X-ray laser having a significant intensity was generated. Moreover, the directivity of an Example is a little superior to the comparative example 2 using a silver coat target. In the embodiment, an X-ray laser having this oscillation characteristic can be obtained stably and with good reproducibility by sequentially winding the tape target, and the usable length by winding is, for example, 50 m. it can. In contrast, in Comparative Example 2, the slide glass can be sequentially moved to obtain the same characteristics, but the moving distance is limited by the length of the slide glass and the driving range of the stage holding the slide glass, The limit is about 7 cm.

また、テープターゲットの厚さが３０μｍだけでなく、厚さを５０μｍまでの範囲とした場合にもＸ線レーザーの発生が確認された。この際、テープターゲットの断裂も発生しないことが確認された。厚さが３０μｍの場合と５０μｍの場合に得られた空間強度分布を図６に示す。どちらにおいてもＸ線レーザーの発生が確認できるが、そのパルス出力は、厚さ３０μｍの場合に３００ｎＪ程度であったのに対して、５０μｍの場合には１００ｎＪ程度であり、低くなっていた。この原因としては、テープターゲットが厚い場合には、張力を印加することによって平坦性が向上するという効果が低減するためであると考えられる。 Further, generation of X-ray laser was confirmed not only when the thickness of the tape target was 30 μm but also when the thickness was in the range of 50 μm. At this time, it was confirmed that no tearing of the tape target occurred. FIG. 6 shows spatial intensity distributions obtained when the thickness is 30 μm and when the thickness is 50 μm. In both cases, the generation of X-ray laser can be confirmed, but the pulse output was about 300 nJ when the thickness was 30 μm, and about 100 nJ when the thickness was 50 μm, which was low. This is considered to be because, when the tape target is thick, the effect of improving flatness by applying tension is reduced.

次に、同様の構成を用いてダブルターゲット方式のＸ線発生装置を構成した。すなわち、上記の実施例及び比較例２の構成を２つずつ組み合わせ、その距離を２０ｃｍ離して配置して図４の構成を実現した。その結果、どちらにおいても、単一のターゲットを用いた場合と比べてより高指向性かつ高可干渉性のＸ線レーザーが第２のターゲットから発生することが確認された。 Next, a double target X-ray generator was configured using the same configuration. That is, the configuration of FIG. 4 was realized by combining the configurations of the above-described Example and Comparative Example 2 two by two and arranging the distances 20 cm apart. As a result, in both cases, it was confirmed that an X-ray laser having higher directivity and higher coherence than the case of using a single target was generated from the second target.

図７に、ダブルターゲット方式において実施例を用いた場合、比較例２を用いてＸ線レーザーのパルス出力の空間強度分布を示す。どちらにおいても、図５の場合と比べて大幅に指向性が向上しており、ビーム発散角の半値が０．５ｍｒａｄ程度の高い指向性が得られた。従って、本発明のＸ線レーザー発生方法は、ダブルターゲット方式の場合にも有効であることが確認できた。 FIG. 7 shows the spatial intensity distribution of the pulse output of the X-ray laser using Comparative Example 2 when the example is used in the double target method. In either case, the directivity was significantly improved as compared with the case of FIG. 5, and a high directivity with a half value of the beam divergence angle of about 0.5 mrad was obtained. Therefore, it was confirmed that the X-ray laser generation method of the present invention is effective even in the case of the double target method.

ここで、指向性が向上した場合には、その方向（空間的位置）の制御性が重要である。従って、ここでは、２つ目のターゲットから発生したＸ線レーザーの空間的位置（発振された方向）を発生毎に複数回にわたり測定し、そのばらつきを調べた。ただし、この際、実施例では発生毎にテープターゲットを巻き取ることによって移動させるのに対し、比較例２では、発生毎に銀コートターゲット（スライドガラス）をスライドさせて移動させた。 Here, when directivity is improved, controllability of the direction (spatial position) is important. Therefore, here, the spatial position (oscillation direction) of the X-ray laser generated from the second target was measured several times for each generation, and the variation was examined. At this time, however, in the example, the tape target was taken up every time it was generated, whereas in Comparative Example 2, the silver coat target (slide glass) was slid and moved every time it was generated.

図８は、その測定結果である。この結果より、実施例の方が空間的位置のばらつきが比較例２よりも小さいことが確認できる。これは、テープターゲットを用いる方がターゲットにおける照射箇所の移動を再現性よく精密に行うことができ、この移動に際しての照射領域（プラズマ）の位置及び形状の変動が少ないことに起因する。従って、ダブルターゲット方式のＸ線レーザー発生装置においても、実施例においては、再現性よく良好な特性のＸ線レーザーが発生することが確認された。 FIG. 8 shows the measurement results. From this result, it can be confirmed that the variation in the spatial position in the example is smaller than that in the comparative example 2. This is due to the fact that the use of the tape target can move the irradiation location on the target with high reproducibility and there are less fluctuations in the position and shape of the irradiation region (plasma) during this movement. Therefore, it was confirmed that in the double target type X-ray laser generator, an X-ray laser with good reproducibility and good characteristics was generated in the examples.

１０、５０Ｘ線レーザー発生装置
１１テープターゲット
１２第１のリール
１３第２のリール
１４、１６回転軸
１５第１のモータ
１７第２のモータ
２１、２３ローラ回転軸
２２ローラ
２４ターゲット支持用ローラ
３０基板
４０照射領域
５１第１のテープターゲット
５２第２のテープターゲット
５３第１のパルスレーザー励起光
５４第１の照射領域
５５第２のパルスレーザー励起光
５６第２の照射領域
５７照射痕
５８第１のＸ線レーザー
５９第２のＸ線レーザー 10, 50 X-ray laser generator 11 Tape target 12 First reel 13 Second reel 14, 16 Rotating shaft 15 First motor 17 Second motor 21, 23 Roller rotating shaft 22 Roller 24 Target support roller 30 Substrate 40 Irradiation area 51 First tape target 52 Second tape target 53 First pulse laser excitation light 54 First irradiation area 55 Second pulse laser excitation light 56 Second irradiation area 57 Irradiation trace 58 First X-ray laser 59 Second X-ray laser

Claims

パルス状の励起光を線状に集光してテープ状のターゲットに照射することによってＸ線レーザーを発生させるＸ線レーザー発生方法であって、
前記パルス状の励起光の照射時に、前記テープ状のターゲットにおける前記パルス状の励起光の照射領域に張力を印加することを特徴とするＸ線レーザー発生方法。 An X-ray laser generating method for generating an X-ray laser by condensing pulsed excitation light into a linear shape and irradiating the target with a tape,
A method for generating an X-ray laser, wherein tension is applied to an irradiation region of the pulsed excitation light on the tape-shaped target during irradiation with the pulsed excitation light.

前記テープ状のターゲットの一端、他端をそれぞれ第１のリール、第２のリールに固定して前記パルス状の励起光を前記第１のリールと前記第２のリールとの間において前記テープ状のターゲットに照射し、
前記第１のリール及び／又は前記第２のリールに回転トルクを与えることによって、前記張力を印加することを特徴とする請求項１に記載のＸ線レーザー発生方法。 One end and the other end of the tape-shaped target are fixed to the first reel and the second reel, respectively, and the pulsed excitation light is transmitted between the first reel and the second reel. Irradiate the target of
The X-ray laser generation method according to claim 1, wherein the tension is applied by applying a rotational torque to the first reel and / or the second reel.

前記パルス状の励起光が照射された後、次に前記パルス状の励起光が照射されるまでの間に、前記第１のリール側から前記第２のリール側に前記テープ状のターゲットを巻き取ることにより、前記テープ状のターゲット上における前記パルス状の励起光の照射箇所を移動させることを特徴とする請求項２に記載のＸ線レーザー発生方法。 The tape-shaped target is wound from the first reel side to the second reel side after the pulsed excitation light is irradiated and before the next pulsed excitation light is irradiated. The X-ray laser generation method according to claim 2, wherein the irradiation location of the pulsed excitation light on the tape-shaped target is moved by taking.

前記テープ状のターゲットが巻き取られる方向と垂直な方向に延びる線状に前記パルス状の励起光を集光することを特徴とする請求項３に記載のＸ線レーザー発生方法。 The X-ray laser generation method according to claim 3, wherein the pulsed excitation light is condensed into a linear shape extending in a direction perpendicular to a direction in which the tape-shaped target is wound.

第１のテープ状のターゲットに第１の励起光を線状に集光して照射して第１のＸ線レーザーを発生させ、
第２のテープ状のターゲットに第２の励起光を線状に集光して照射し、かつ、当該照射領域に前記第１のＸ線レーザーを入射させ、当該照射領域から第２のＸ線レーザーを発生させるＸ線レーザー発生方法であって、
前記第１の励起光の照射時における前記第１のテープ状のターゲット中の前記第１の励起光の照射領域、及び／又は前記第２の励起光の照射時における前記第２のテープ状のターゲット中の前記第２の励起光の照射領域に、張力を印加することを特徴とするＸ線レーザー発生方法。 A first X-ray laser is generated by condensing and irradiating a first excitation light in a linear form on a first tape-shaped target,
The second tape-shaped target is focused and irradiated with the second excitation light in a linear form, and the first X-ray laser is incident on the irradiation region, and the second X-ray is irradiated from the irradiation region. An X-ray laser generation method for generating a laser,
The irradiation region of the first excitation light in the first tape-shaped target at the time of irradiation of the first excitation light and / or the second tape-shaped at the time of irradiation of the second excitation light. A method for generating an X-ray laser, wherein a tension is applied to an irradiation region of the second excitation light in a target.

パルス状の励起光を線状に集光してテープ状のターゲットに照射することによってＸ線レーザーを発生させるＸ線レーザー発生装置であって、
前記パルス状の励起光の照射時に、前記テープ状のターゲットにおける前記パルス状の励起光の照射領域に張力を印加する張力印加手段を具備することを特徴とするＸ線レーザー発生装置。 An X-ray laser generator for generating an X-ray laser by condensing pulsed excitation light into a linear shape and irradiating the target with a tape,
An X-ray laser generator comprising tension applying means for applying a tension to an irradiation region of the pulsed excitation light on the tape-shaped target when the pulsed excitation light is irradiated.

前記テープ状のターゲットの一端が固定される第１のリールと、
前記テープ状のターゲットの他端が固定される第２のリールと、
前記第１のリールを回転させる第１のモータと、
前記第２のリールを回転させる第２のモータと、
を具備し、
前記張力印加手段において、前記張力は、前記第１のモータ又は前記第２のモータによって印加されることを特徴とする請求項６に記載のＸ線レーザー発生装置。 A first reel to which one end of the tape-shaped target is fixed;
A second reel to which the other end of the tape-shaped target is fixed;
A first motor for rotating the first reel;
A second motor for rotating the second reel;
Comprising
The X-ray laser generator according to claim 6, wherein the tension is applied by the first motor or the second motor in the tension applying unit.

前記パルス状の励起光が照射された後、次に前記パルス状の励起光が照射されるまでの間に、前記第１のリール側から前記第２のリール側に前記テープ状のターゲットを巻き取ることにより、前記テープ状のターゲット上における前記パルス状の励起光の照射箇所を移動させることを特徴とする請求項７に記載のＸ線レーザー発生装置。 The tape-shaped target is wound from the first reel side to the second reel side after the pulsed excitation light is irradiated and before the next pulsed excitation light is irradiated. The X-ray laser generator according to claim 7, wherein the irradiation part of the pulsed excitation light on the tape-shaped target is moved by taking the tape-shaped target.

前記テープ状のターゲットが巻き取られる方向と垂直な方向に延びる線状に前記パルス状の励起光を集光することを特徴とする請求項８に記載のＸ線レーザー発生装置。 9. The X-ray laser generator according to claim 8, wherein the pulsed excitation light is condensed into a linear shape extending in a direction perpendicular to a direction in which the tape-shaped target is wound.

第１のテープ状のターゲットに第１の励起光を線状に集光して照射して第１のＸ線レーザーを発生させ、
第２のテープ状のターゲットに第２の励起光を線状に集光して照射し、かつ、当該照射領域に前記第１のＸ線レーザーを入射させ、当該照射領域から第２のＸ線レーザーを発生させるＸ線レーザー発生装置であって、
前記第１の励起光の照射時における前記第１のテープ状のターゲット中の前記第１の励起光の照射領域、及び／又は前記第２の励起光の照射時における前記第２のテープ状のターゲット中の前記第２の励起光の照射領域に、張力を印加する張力印加手段を具備することを特徴とするＸ線レーザー発生装置。 A first X-ray laser is generated by condensing and irradiating a first excitation light in a linear form on a first tape-shaped target,
The second tape-shaped target is focused and irradiated with the second excitation light in a linear form, and the first X-ray laser is incident on the irradiation region, and the second X-ray is irradiated from the irradiation region. An X-ray laser generator for generating a laser,
The irradiation region of the first excitation light in the first tape-shaped target at the time of irradiation of the first excitation light and / or the second tape-shaped at the time of irradiation of the second excitation light. An X-ray laser generator comprising a tension applying means for applying a tension to the irradiation region of the second excitation light in the target.

請求項６から請求項１０までのいずれか１項に記載のＸ線レーザー発生装置に用いられるテープ状のターゲットであって、銀、鉄、ジルコニウム、モリブデン、亜鉛、チタニウム、錫、パラジウム、タングステン、タンタル、金、イッテリビウムのうちのいずれか１種で構成され、厚さが３０〜５０μｍの範囲であることを特徴とするターゲット。 A tape-like target used in the X-ray laser generator according to any one of claims 6 to 10, wherein the target is silver, iron, zirconium, molybdenum, zinc, titanium, tin, palladium, tungsten, A target composed of any one of tantalum, gold, and ytterbium, and having a thickness in the range of 30 to 50 μm.