Superfluorescence, free-induction decay, and four-wave mixing: the interaction of FEL pulses with a dense sample of helium ions

Abstract

極端紫外自由電子レーザーSACLA BL1からの高強度レーザーパルス光とヘリウム原子集団との相互作用について研究を進めている。本研究では、波長24nm (51eV)を用い、自由電子レーザーパルス光のヘリウムガス中の伝搬について、実験および数値計算により明らかにした。高強度のパルスによる中性 He ガスのイオン化過程によって、高密度の He+ 集団が fs の時間スケールで生成される。その後、ヘリウムイオンの1s⇔4p遷移に共鳴することで、主に図に示した4p励起・脱励起過程に伴うコヒーレント発光が起こることを実験的に観測した。実験結果を数値計算と比較することで、その時間発展メカニズムを解明した。