X-ray diffraction in the subpicosecond domain

Abstract

This paper focused on the laser-produced plasma technique in producing subpicosecond X-rays and reported the first experiments dedicated to the analysis of subpicosecond atomic motions. Electrons accelerated by strong non linear processes in laser-produced plasmas eventually lost their energies by K-shell ionization of atoms, and thus produced monochromatic K(sub alpha) X-ray radiation. The efficiency of this X-ray source reached 7 x 10(exp -5), and 10(exp 9) photons/str/pulse at wavelength 7.12 A could be produced. In the experiment with a Cadmium arachidate Langmuir-Blodgett film, the transient diffracted signal was studied as a function of the delay between the X-ray pulse and a pumping laser pulse used to perturb the sample. The diffracted intensity decreased by 75 percent. This experiment demonstrated that subpicosecond time resolution was achievable for the analysis of atomic motions with X-rays.

レーザ生成プラズマ技術によるサブピコ秒X線の生成について述べ、サブピコ秒の原子運動の解析のために行った最初の実験を紹介した。レーザ生成プラズマ中で強い非線形過程により加速した電子は最終的に原子のK殻イオン化によりエネルギーを失い、KαX線が発生した。このX線源の効率は7×10(exp -5)に達し、波長7.12オングストロームで10(exp 9)個/str/pulseの光子を生成することができた。カドミウム・アラキジン酸塩ラングミュア-ブロジェット膜の実験では、過渡的な回折信号をX線パルスと試料励起用ポンプ・レーザ・パルスの間の遅延時間の関数として調べた結果、回折強度は75%減少した。この実験により、X線を用いた原子運動の解析でサブピコ秒時間分解能を達成することが可能であることを示した。