(57)【要約】【課題】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。【解決手段】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。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。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。  
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−２９０９９３号公報
【特許文献２】特開平１０−１８６０９９号公報
【特許文献３】特開２００４−８７８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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。
【発明の効果】
【００１５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
（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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
（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）。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【符号の説明】
【００６１】
１０、５０  Ｘ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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図８】
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【図５】
2010199292.tif 000008
【図６】
2010199292.tif 000009
【図７】
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