Fundamental research of subpicosecond time resolved X-ray diffractometry using electron linac

Abstract

A new pump and probe technique, subpicosecond time resolved X-ray diffractometry, has been proposed, which enables the direct observation of the lattice movement in the transient processes of the subpicosecond order. This technique uses a subpicosecond electron pulse from a linac, which produces various radiation as a pump pulse and the characteristic X-ray in a copper target as a probe pulse. Using the EGS4 (Electron Gamma Shower version 4) code, it was found that the subpicosecond X-ray pulse can be generated in a sufficient intensity and purity for this technique. Preliminary experiments have been also performed using the NERL (Nuclear Engineering Research Laboratory) electron linac and several diffraction images were obtained for typical monocrystals such as silicon.

サブピコ秒オーダの過渡的過程の格子運動を直接観察することを可能とする新規ポンプ-プローブ法、すなわちサブピコ秒時間分解X線回折法を提案した。本手法はライナックからのサブピコ秒電子パルスを用い、ポンプパルスとして種々の放射線を、およびプローブパルスとして銅標的中に特徴的なX線を生成する。EGS4(Electron Gamma Shower version 4)コードを用いた結果、この手法は十分な強度と純度のサブピコ秒X線パルスを発生させることが可能であることが分かった。NERL電子ライナックを使って予備実験も実施し、シリコンなどの代表的単結晶に対して複数の回折画像を得た。