理研、XFELを利用した計測の時間分解能を大幅に向上させる技術を開発

光を、プローブ光としてXFEL光を利用する。この手法では、ポンプ光とプローブ光の時間間隔(照射のタイミング)を少しずつ変化させながら計測を繰り返すことにより、物質内の高速現象を高精度で追跡できる。しかし、「ポンプ・プローブ計測法」の時間分解能は、原理的にはポンプ光とプローブ光のパルス幅で決まるが、実際には、両者のタイミングをフェムト秒レベルで精密に制御することは技術的に難しく、タイミングの揺らぎが時間分解能を大幅に劣化させていた。

そこで、研究グループは、XFEL光を1次元に(一方向のみに)集光できる高精度X線集光楕円ミラーと空間デコーディング法を組み合わせ、XFELと光学レーザのタイミングを高精度で計測する新しい手法を開発した。同手法によって、SACLAとフェムト秒レーザが持つフェムト秒の短いパルス幅を最大限に活用した計測が可能となったとしている。