(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器中に配置された蒸気源と、この蒸気源から発生する蒸気流の原子を共鳴励起する波長をもつレーザ光を発振するレーザ装置と、このレーザ装置で発振したレーザ光を分光するとともに、その分光したレーザ光を干渉縞の周期長が一定範囲となるように干渉させつつ前記蒸気流に照射する干渉光学系と、前記レーザ光によりイオン化した前記蒸気流の原子に電子ビームを照射する電子ビーム源とを備えたプラズママイクロアンジュレータ装置において、前記干渉光学系として２つのプリズム角度を有するプリズムを備え、さらに前記レーザ装置からプリズムへのレーザ光の入射経路に、レーザ光の広がり角度を変化させる広がり角制御機構を備えることを特徴とするプラズママイクロアンジュレータ装置。
【請求項２】
レーザ装置からプリズムへのレーザ光の入射経路に、レーザ光を矩形に成形するレーザ光矩形成形機構を有することを特徴とする請求項１記載のプラズママイクロアンジュレータ装置。
【請求項３】
プリズムは、蒸気源から発生する蒸気流の方向と平行に干渉縞を形成する配置としたことを特徴とする請求項１または２に記載のプラズママイクロアンジュレータ装置。
【請求項４】
真空容器中に蒸気流と異なる種類のガスを流入するガス供給系を有することを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載のプラズママイクロアンジュレータ装置。
【請求項５】
蒸気流の通過部位に、磁界印加機構を有することを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載のプラズママイクロアンジュレータ装置。
【請求項６】
蒸気流の通過部位に、電界印加機構を有することを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載のプラズママイクロアンジュレータ装置。
【請求項７】
蒸気源に加熱用のビームを照射するビーム照射手段と、前記蒸気源の表面に配置され前記ビームを受けるターゲットと、このターゲットを移動させる移動機構とを有することを特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載のプラズママイクロアンジュレータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ、プラズマ、および加速器の応用技術に属し、特に電子ビームを利用した放射光源として適用されるプラズママイクロアンジュレータ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、レーザ干渉・共鳴イオン化法によるプラズママイクロアンジュレータの形成においては、１本のレーザ光を２本に分光し、この２本のレーザ光を干渉させる構成が採られている。このような構成に基づくプラズママイクロアンジュレータ装置の従来例について、図９（ａ），（ｂ）を参照して説明する。
【０００３】
図９（ａ）は、プラズママイクロアンジュレータ装置の全体構成を示している。このプラズママイクロアンジュレータ装置は、光透過窓１ａを有する真空容器１を備え、この真空容器１は真空排気系２によって内部を所定の真空度に設定できるようになっている。真空容器１内には蒸気源３が配置され、図示しないビーム等の加熱手段によって加熱される。蒸気源３の上方には所定径の蒸気孔４ａを有するアパーチャ板４が設けられ、蒸気源３から発生した蒸気流５が、蒸気孔４を通して上方にスポット的に噴出するようになっている。
【０００４】
真空容器１の外部にはレーザ装置６が設けられ、蒸気源３から発生する蒸気原子を共鳴励起する波長をもつレーザ光７を発振する。レーザ光７は、干渉光学系８によって２つに分光されて真空容器１内に導かれ、真空容器１内で後述する干渉縞の周期長が一定範囲となるようにかつ、蒸気流５に照射される構成としてある。また、レーザ装置６とともに電子ビーム源９が備えられ、発射される電子ビーム１０が真空容器１内の蒸気流５に照射されるようになっている。
【０００５】
このようなプラズママイクロアンジュレータ装置において、従来では上述した干渉光学系８が、ハーフミラー１１ａおよびミラー１１ｂによって構成されている。そして、まず蒸気源３の加熱により蒸気流５が発生し、アパーチャ板４により蒸気流５がコリメートされる。次に、蒸気流５の原子を共鳴励起する波長をもつ共鳴イオン化用レーザ装置６からのレーザ光７が、ハーフミラー１１ａによって２本のレーザ光７に分光され、この２本のレーザ光７による干渉縞の周期長が１０〜１００μｍ程度になるように干渉しながら、蒸気流５に照射される。
【０００６】
このとき、干渉領域内の蒸気原子は２本のレーザ光が強め合う部分でイオン化され、図９（ｂ）に示すように、干渉縞の明暗に対応した周期をもつプラズマ密度リップル１２が生じる。規則的な周期長１３をもつプラズマ密度リップル１２に、電子ビーム源９から発生される相対論的電子ビーム１０が斜めに入射されると、プラズマ電子よりも質量が大きい相対論的電子ビーム１０はビームの軌道からプラズマ電子を排除するので、軌道上にはイオンリップル１５が残る。このイオンリップル１５を斜めに通過する相対論的電子ビーム１０は、交番静電力１６を受けて放射光１７を発生する。
【０００７】
このとき発生する放射光１７の波長はプラズマリップル１２の周期長１３によって定まり、例えば周期長１３が約２０μｍのプラズマ密度リップル１２であると、エネルギー２ＭｅＶおよび５０ＭｅＶ程度の相対論的電子ビーム１０を入射することにより、可視光および約１ｎｍの軟Ｘ線として放出される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のプラズママイクロアンジュレータにおいては、干渉光学系８が、ハーフミラー１１ａおよびミラー１１ｂによって構成されていることから、１０〜１００μｍである干渉縞の微細な周期長１３が振動等の影響で変化し易く、このため、放射光１７の波長が不安定になるという問題があった。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、干渉縞の周期長を安定させることができ、それにより安定した波長の放射光を得ることができるプラズママイクロアンジュレータ装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１記載の発明では、真空容器中に配置された蒸気源と、この蒸気源から発生する蒸気流の原子を共鳴励起する波長をもつレーザ光を発振するレーザ装置と、このレーザ装置で発振したレーザ光を分光するとともに、その分光したレーザ光を干渉縞の周期長が一定範囲となるように干渉させつつ前記蒸気流に照射する干渉光学系と、前記レーザ光によりイオン化した前記蒸気流の原子に電子ビームを照射する電子ビーム源とを備えたプラズママイクロアンジュレータ装置において、前記干渉光学系として２つのプリズム角度を有するプリズムを備え、さらに前記レーザ装置からプリズムへのレーザ光の入射経路に、レーザ光の広がり角度を変化させる広がり角制御機構を備えることを特徴とするプラズママイクロアンジュレータ装置を提供する。
【００１１】
上記構成のプラズママイクロアンジュレータ装置においては、振動等の影響による干渉縞周期長の変化が軽減する。すなわち、本発明では１つの光学素子であり、かつ角度が常に一定であるプリズムを適用するので、従来の干渉光学系としてハーフミラーおよびミラーの２つの光学素子を用いた場合と異なり、干渉縞周期長を一定値に安定させることができる。したがって、干渉縞周期長が安定したプラズマ密度リップルを形成することができ、波長が安定した放射光を得ることができる。
【００１３】
さらに、上記構成のプラズママイクロアンジュレータ装置においては、プリズムに入射するレーザ光の広がり角を制御することで干渉縞周期長を制御できる。すなわち、本発明によれば、レーザ光広がり角制御機構により、共鳴イオン化用レーザ装置からのレーザ光の広がり角を変化させた後に、レーザ光をプリズムに入射することができる。干渉縞周期長はレーザ光の広がり角とプリズム角度とで決まる長さに変化するので、レーザ光広がり角制御機構にてレーザ光の広がり角を変化させることで干渉縞周期長を種々設定することができる。したがって、波長可変で、かつ安定した放射光を得ることができる。
【００１４】
請求項２記載の発明では、レーザ装置からプリズムへのレーザ光の入射経路に、レーザ光を矩形に成形するレーザ光矩形成形機構を有することを特徴とする請求項１記載のプラズママイクロアンジュレータ装置を提供する。
【００１５】
上記構成のプラズママイクロアンジュレータ装置においては、干渉に寄与しないレーザ光成分が減少し、干渉縞の幅をそろえることができる。すなわち、レーザ光矩形成形機構によりレーザ光を矩形成形することで、プリズム通過後の干渉領域以外のレーザ光をなくすることができ、干渉縞の幅がそろうので、形状のそろったプラズマ密度リップルが得られる。したがって、相対論的電子ビームが相互作用するプラズマ密度リップルの周期数がそろい、空間強度分布の良い放射光を得ることができる。
【００１６】
請求項３記載の発明では、プリズムは、蒸気源から発生する蒸気流の方向と平行に干渉縞を形成する配置としたことを特徴とする請求項１または２に記載のプラズママイクロアンジュレータ装置を提供する。
【００１７】
上記構成のプラズママイクロアンジュレータ装置においては、蒸気原子の移動に伴うプラズマ密度リップルの相対論的電子ビームに対する移動が減少し、プラズマ密度リップルの持続時間が長くなるので、効率よく放射光を得ることができる。
【００１８】
請求項４記載の発明では、真空容器中に蒸気流と異なる種類のガスを流入するガス供給系を有することを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載のプラズママイクロアンジュレータ装置を提供する。
【００１９】
上記構成のプラズママイクロアンジュレータ装置においては、封入した気体はレーザ光によりイオン化せず、蒸気流の移動速度が減少し、プラズマ密度リップルの持続時間が長くなるので、効率よく放射光を得ることができる。
【００２４】
請求項５記載の発明では、蒸気流の通過部位に、磁界印加機構を有することを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載のプラズママイクロアンジュレータ装置を提供する。
【００２５】
上記構成のプラズママイクロアンジュレータ装置においては、蒸気流中に含まれる荷電粒子が原因となるプラズマ密度リップル間の荷電粒子を磁界により排除することができるので、相対論的電子ビームがイオンリップルから大きな交番静電力を受け、高輝度の放射光を得ることができる。
【００２６】
請求項６記載の発明では、蒸気流の通過部位に、電界印加機構を有することを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載のプラズママイクロアンジュレータ装置を提供する。
【００２７】
上記構成のプラズママイクロアンジュレータ装置においては、蒸気流中に含まれる荷電粒子が原因となるプラズマ密度リップル間の荷電粒子を電界により排除することができるので、相対論的電子ビームがイオンリップルから大きな交番静電力を受け、高輝度の放射光を得ることができる。
【００２８】
請求項７記載の発明では、蒸気源に加熱用のビームを照射するビーム照射手段と、前記蒸気源の表面に配置され前記ビームを受けるターゲットと、このターゲットを移動できる移動移動機構とを有することを特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載のプラズママイクロアンジュレータ装置を提供する。
【００２９】
上記構成のプラズママイクロアンジュレータ装置においては、ターゲット移動機構によりターゲットの新しい表面にビームを照射することで、発生量や速度成分など同じ性質をもった蒸気流を再現性よく得ることができるので、輝度の安定した放射光を再現性よく得ることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、説明を容易にするため、従来例で示したものと同様の構成部分については、図９に示した符号と同一の符号を使用する。
【００３１】
第１実施形態（図１）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態によるプラズママイクロアンジュレータ装置の全体構成を示す図であり、同図（ｂ），（ｃ），（ｄ）は詳細説明図である。
【００３２】
図１（ａ）に示すように、本実施形態においても、プラズママイクロアンジュレータ装置は、光透過窓１ａを有する真空容器１を備え、この真空容器１は真空排気系２によって内部を所定の真空度に設定できるようになっている。真空容器１内には蒸気源３が配置され、図示しない加熱源によって加熱されるようになっている。蒸気源３の上方には所定径の蒸気孔４ａを有するアパーチャ板４が設けられ、蒸気源３から発生した蒸気流５が、蒸気孔４を通して上方にスポット的に噴出するようになっている。
【００３３】
真空容器１の外部にはレーザ装置６が設けられ、蒸気源３から発生する蒸気原子を共鳴励起する波長をもつレーザ光７を発振するようになっている。レーザ光７は、干渉光学系８によって２つに分光されて真空容器１内に導かれ、真空容器１内で後述する干渉縞の周期長が一定範囲となるように干渉して蒸気流５に照射される構成としてある。また、電子ビーム源９が備えられ、発射される電子ビーム１０が真空容器１内の蒸気流５に照射されるようになっている。
【００３４】
このような構成において、本実施形態では、干渉光学系８が、ミラー１１ｂの後の最終段にプリズム８ａを備えた構成とされている。
【００３５】
そして本実施形態においては、まず蒸気源３が蒸気流５を発生し、アパーチャ板４でコリメートする。次に、蒸気原子を共鳴励起する波長をもつ共鳴イオン化用レーザ装置６からのレーザ光７をプリズム８ａで２本のレーザ光７に分けると同時に、この２本のレーザ光を干渉縞の周期長が１０〜１００μｍ程度になるように干渉させながら蒸気流５に照射する。
【００３６】
プリズム８ａは図１（ｂ）に示すように、所定のプリズム角度θを有する構成とされており、１本の円形のレーザ光７を入射したとき、同図（ｂ）（ｃ）中に示すような干渉領域１４が得られる。
【００３７】
例えば波長５００ｎｍのレーザ光で周期長１０μｍおよび１００μｍの干渉縞を得る場合には、プリズム角度θは約６°および約０．６°になる。干渉縞周期長が１００μｍ以上になると、プリズム角度は小さくなり、プリズム製作が困難となる。このようなときには図１（ｄ）に示すように、２つのプリズム角度θ１、θ２をもつプリズム８ａを使用すればよい。
【００３８】
これ以降の作用は従来のプラズマアンジュレータ装置と同様であり、干渉領域１４内の蒸気原子は２本のレーザ光７が強め合う部分でイオン化し、干渉縞の明暗に対応した周期をもつプラズマ密度リップル１２が生じる。規則的な周期長１３をもつプラズマ密度リップル１２に電子ビーム源９が発生する相対論的電子ビーム１０を斜めに入射すると、プラズマ電子より質量の大きい相対論的電子ビーム１０はビームの軌道からプラズマ電子を排除するので軌道上にはイオンリップル１５が残る。このイオンリップル１５を斜めに通過する相対論的電子ビーム１０は交番静電力１６を受け放射光１７を発生する。
【００３９】
本実施形態によれば、従来干渉光学系としてハーフミラー３９とミラー４０の２つの光学素子を用いていたのに対し、１つの光学素子でよく、しかも角度が常に一定であるプリズム８ａの使用により干渉縞周期長が一定値に安定するので、周期長１３の安定したプラズマ密度リップル１２を形成することができ、波長の安定した放射光１７を得ることができる。
【００４０】
第２実施形態（図２）
図２（ａ）は、本発明の第２実施形態によるプラズママイクロアンジュレータ装置の全体構成を示す図であり、同図（ｂ）〜（ｅ）は詳細説明図である。
【００４１】
図２（ａ）に示すように、本実施形態は、前記第１実施形態と同様に、真空容器１、真空排気系２、真空容器１内に設置された蒸気源３、アパーチャ板４、共鳴イオン化用レーザ装置６、プリズム８ａ、電子ビーム源９等を有する。
【００４２】
そして、レーザ装置６からプリズム８ａへのレーザ光の入射経路に、レーザ光の広がり角度を変化させる広がり角制御機構１８を有する。
【００４３】
このように構成された本実施形態においては、レーザ光広がり角制御機構１８により、共鳴イオン化用レーザ装置６からのレーザ光７の広がり角を変化させた後に、レーザ光７をプリズム８ａに入射させることができる。そして、図２（ｂ）〜（ｅ）に示すように、干渉縞周期長はレーザ光７の広がり角１９とプリズム角度θで決まる長さに変化する。したがって、プリズム角度θを一定としておけば、レーザ光広がり角制御機構１８によるレーザ光７の広がり角１９を変化させることで、干渉縞周期長を変化させることができる。
【００４４】
このように、本実施形態によれば、レーザ光広がり角制御機構１８によってレーザ光７の広がり角１９を変化させることにより、干渉縞周期長を変化させることができるので、周期長を任意に変化させることが可能となり、安定したプラズマ密度リップル１２が形成できる。したがって波長可変であるとともに、安定した放射光１７を得ることができるという効果が奏される。
【００４５】
第３実施形態（図３）
図３（ａ）は、本発明の第３実施形態によるプラズママイクロアンジュレータ装置の全体構成を示す図であり、同図（ｂ）〜（ｄ）は詳細説明図である。
【００４６】
図３（ａ）に示すように、本実施形態においても、前記第１実施形態と同様に、真空容器１、真空排気系２、真空容器１内に設置された蒸気源３、アパーチャ板４、共鳴イオン化用レーザ装置６、プリズム８ａ、電子ビーム源９等を有する。
【００４７】
そして、レーザ装置６からプリズム８ａへのレーザ光の入射経路に、レーザ光を矩形に成形するレーザ光矩形成形機構２０を有する。
【００４８】
このように構成された本実施形態においては、レーザ光矩形成形機構２０により、一般的に円形である共鳴イオン化用レーザ装置６からのレーザ光７を矩形に変化させ、レーザ光７をプリズム８ａに入射することができる。したがって、図３（ｂ）〜（ｄ）に示すように、レーザ光７が円形ビームのときに見られる干渉領域以外のレーザ光２１が（図３（ｃ））、矩形ビームのときには見られなくなり（図３（ｄ））、干渉縞の幅を揃えることができる。
【００４９】
本実施形態によれば、レーザ光矩形成形機構２０によりレーザ光７を矩形成形することで、プリズム８ａ通過後の干渉領域以外のレーザ光２１を消失させることができ、干渉縞の幅を揃えることができる。よって、形状の揃ったプラズマ密度リップル１２が得られ、相対論的電子ビーム１０が相互作用するプラズマ密度リップル１２の周期長も揃い、空間強度分布の良い放射光１７を得ることができる。
【００５０】
第４実施形態（図４）
図４（ａ）は、本発明の第４実施形態によるプラズママイクロアンジュレータ装置の全体構成を示す図であり、同図（ｂ）〜（ｅ）は詳細説明図である。
【００５１】
図４（ａ）に示すように、本実施形態においても、前記第１実施形態と同様に、真空容器１、真空排気系２、真空容器１内に設置された蒸気源３、アパーチャ板４、共鳴イオン化用レーザ装置６、プリズム８ａ、電子ビーム源９等を有する。
【００５２】
そして、本実施形態においては、プリズム８ａが、蒸気源３から発生する蒸気流５の移動方向ａと平行に干渉縞を形成する配置で設けられている。すなわち、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、形成されたプラズマ密度リップル１２は、蒸気流５の移動方向ａと平行な方向ｂに移動する。ここで、移動速度ｖ、大きさｄのプラズマ密度リップル１２に対して同図（ｂ）に示すように横方向から相対論的電子ビーム１０が入射される場合、プラズマ密度リップル１２の持続時間ｔは、ｔ＝ｄ／ｖとなる。
【００５３】
仮に、図４（ｄ），（ｅ）に示すように、蒸気流移動方向ａとプラズマ密度リップル１２の形成方向ｃとが異なり（θ‘）、相対論的電子ビーム１０の入射方向が図の横方向に沿う関係であれば、プラズマ密度リップル１２の持続時間ｔは、ｔ＝ｄｃｏｓθ'／ｖとなる。したがって、本実施形態においてはプラズマ密度リップル１２の持続時間が長くなる。
【００５４】
本実施形態によれば、プラズマ密度リップル１２の持続時間が長くなるので、効率よく放射光１７を得ることができる。
【００５５】
第５実施形態（図５）
図５は、本発明の第５実施形態によるプラズママイクロアンジュレータ装置の全体構成を示す図である。
【００５６】
図５に示すように、本実施形態においても、前記第１実施形態と同様に、真空容器１、真空排気系２、真空容器１内に設置された蒸気源３、アパーチャ板４、共鳴イオン化用レーザ装置６、プリズム８ａ、電子ビーム源９等を有する。
【００５７】
そして、本実施形態では、蒸気流を生成する真空中に蒸気流５の原子と異なる種類のガスを流入するガス供給系２４を有する。
【００５８】
このように構成された本実施形態においては、真空容器１中にガス供給系２４から蒸気流５の原子と異なるガスを流入する。このガスにより蒸気源３から発生した蒸気流５の移動速度が減少するので、プラズマ密度リップル１２の移動速度も減少する。
【００５９】
本実施形態によれば、プラズマ密度リップル１２の移動速度が減少するので、プラズマ密度リップル１２の持続時間が長くなり、効率よく放射光１７を得ることができる。
【００６０】
第６実施形態（図６）
図６（ａ）は、本発明の第６実施形態によるプラズママイクロアンジュレータ装置の全体構成を示す図であり、同図（ｂ）は詳細説明図である。
【００６１】
図６（ａ）に示すように、本実施形態においても、前記第１実施形態と同様に、真空容器１、真空排気系２、真空容器１内に設置された蒸気源３、アパーチャ板４、共鳴イオン化用レーザ装置６、プリズム８ａ、電子ビーム源９等を有する。
【００６２】
そして、本実施形態では、蒸気流５中の原子のレーザ共鳴励起下準位密度が高くなる蒸気発生後の時間に、レーザ光を照射するタイミング制御装置２５と、蒸気流５中の原子のレーザ共鳴励起下準位密度が高くなる蒸気発生後の空間に、レーザ光を照射するレーザ光軸制御機構２６とを有する。
【００６３】
このように構成された本実施形態においては、まず蒸気源３から蒸気流５が発生する。例えば、この蒸気源としてはヒータ加熱方式、電子ビーム照射などによるビーム加熱方式、レーザ光照射によるアブレーション方式などが考えられるが、各方式とも、蒸気流５中には基底準位以外のいくつかの準位に励起した原子が存在しており、各準位における原子の占有率も異なる。レーザ共鳴イオン化法では、ある決まった準位（下準位；一般的には基底準位）に存在する原子をレーザ光照射によりイオン化するので、下準位に存在する原子の密度が高ければ、１回のレーザ光照射で高密度のプラズマを得ることができる。
【００６４】
図６（ｂ）に示すように、一般に蒸気流５中の励起原子は、時間経過とともに低い準位に緩和するので、蒸気発生後にレーザ共鳴励起下準位に存在する原子の密度が高くなる時間２７と、位置２８とが存在する。したがって、蒸気流５中のレーザ共鳴励起下準位密度が高くなる蒸気発生後の時間２７および位置２８に、レーザ光７を照射することにより、高密度のプラズマ密度リップル１２が形成される。
【００６５】
本実施形態によれば、蒸気流５中のレーザ共鳴励起下準位密度が高くなる蒸気発生後の時間２７と位置２８とに、レーザ光７を照射することで、高密度のプラズマ密度リップル１２が形成でき、放射光１７の輝度はプラズマ密度に依存するので、高輝度の放射光１７を得ることができる。
【００６６】
第７実施形態（図７）
図７（ａ）は、本発明の第７実施形態によるプラズママイクロアンジュレータ装置の全体構成を示す図であり、同図（ｂ）は詳細説明図である。
【００６７】
図７（ａ）に示すように、本実施形態においても、前記第１実施形態と同様に、真空容器１、真空排気系２、真空容器１内に設置された蒸気源３、アパーチャ板４、共鳴イオン化用レーザ装置６、プリズム８ａ、電子ビーム源９等を有する。
【００６８】
そして、本実施形態では、蒸気流５の通過部位に、磁界印加機構２９および電界印加機構３０を有する。
【００６９】
このように構成された本実施形態においては、まず蒸気源３から蒸気流５が発生する。特に蒸気源３として電子ビーム照射などによるビーム加熱方式、レーザ光照射によるアブレーション方式などを適用した場合には、蒸気流５中に中性原子以外のイオン、電子等の荷電粒子３１が存在する。
【００７０】
図７（ｂ）に示すように、この蒸気流５が磁界印加機構２９（あるいは電界印加機構３０）を通過すると、蒸気流５中の荷電粒子３１は磁界（あるいは電界）により力３２、３３を受け、蒸気流移動方向２２と異なる方向に移動する。したがって、蒸気流５中から荷電粒子３１が排除されることとなる。
【００７１】
共鳴イオン化法で得られたプラズマ密度リップル１２間は荷電粒子３１が存在せず、真空状態あるいは中性原子が存在する状態であることが必要である。仮に、プラズマ密度リップル１２間に荷電粒子３１が存在すると、相対論的電子ビーム１０がプラズマ密度リップル１２からプラズマ電子が排除され、形成されるイオンリップル１５から受ける交番静電力１６が減少してしまう。
【００７２】
本実施形態によれば、磁界印加機構２９あるいは電界印加機構３０により、蒸気流５中の荷電粒子３１を排除することができるので、相対論的電子ビーム１０がイオンリップル１５から大きな交番静電力１６を受け、高輝度の放射光７を得ることができる。
【００７３】
第８実施形態（図８）
図８（ａ）は、本発明の第８実施形態によるプラズママイクロアンジュレータ装置の全体構成を示す図であり、同図（ｂ）は詳細説明図である。
【００７４】
図８（ａ）に示すように、本実施形態においても、前記第１実施形態と同様に、真空容器１、真空排気系２、真空容器１内に設置された蒸気源３、アパーチャ板４、共鳴イオン化用レーザ装置６、プリズム８ａ、電子ビーム源９等を有する。
【００７５】
そして、本実施形態では、蒸気源３に加熱用のビーム３６を照射する図示しないビーム照射手段と、蒸気源３の表面に配置されビーム３６を受けるターゲット３４と、このターゲット３４を移動できる移動移動機構３５とを有する。
【００７６】
このように構成された本実施形態においては、まずターゲット３４に電子あるいはレーザ光などのビーム３６を照射することで、蒸気流５が発生する。この蒸気流５を用い、第１の実施形態と同様の方法で放射光１７を発生させる。次に、ターゲット移動機構３５によってターゲット３４を移動し、図８（ｂ）に示すように、先にビーム３６が照射されたターゲット３４上の位置３７とは異なる位置３８に、ビーム３６を照射する。このように、ターゲット３４の新しい表面にビーム３６を照射することで、速度成分など同じ性質をもった蒸気流５を再現性よく得ることができる。
【００７７】
本実施形態によれば、ターゲット移動機構３５により、ターゲット３４の新しい表面にビーム３６を照射することで、発生量や速度成分など同じ性質をもった蒸気流５を再現性よく得ることができるので、輝度の安定した放射光１７を再現性よく得ることができる。
【００７８】
【発明の効果】
以上で詳述したように、本発明に係るプラズママイクロアンジュレータ装置によれば、一つの光学素子であって角度が常に一定であるプリズムの使用により、干渉縞周期長が一定値に安定するので、周期長の安定したプラズマ密度リップルが形成でき、波長の安定した放射光を得ることができる。
【００７９】
また、レーザ光広がり角制御機構でレーザ光の広がり角を変化させることにより干渉縞周期長を調整することができ、任意の周期長への制御が可能となって安定したプラズマ密度リップルが形成でき、波長可変で、かつ安定した放射光を得ることができる。
【００８０】
請求項３記載の発明によれば、レーザ光矩形成形機構によりレーザ光を矩形成形することで、プリズム通過後の干渉領域以外のレーザ光を消失することができ、干渉縞の幅が揃うので、形状の揃ったプラズマ密度リップルが得られ、相対論的電子ビームが相互作用するプラズマ密度リップルの周期数も揃い、空間強度分布の良い放射光を得ることができる。
【００８１】
請求項４記載の発明によれば、プラズマ密度リップルの持続時間が長くなるので、効率よく放射光を得ることができる。
【００８２】
請求項５記載の発明によれば、プラズマ密度リップルの移動速度が減少するので、プラズマ密度リップルの持続時間が長くなり、効率よく放射光を得ることができる。
【００８３】
請求項６記載の発明によれば、蒸気流中のレーザ共鳴励起下準位密度が高くなる蒸気発生後の時間にレーザ光を照射することで、高密度のプラズマ密度リップルが形成され、放射光の輝度はプラズマ密度に依存するので、高輝度の放射光を得ることができる。
【００８４】
請求項７記載の発明によれば、蒸気流中のレーザ共鳴励起下準位密度が高くなる蒸気発生後の空間にレーザ光を照射することで高密度のプラズマ密度リップルが形成され、放射光の輝度はプラズマ密度に依存するので、高輝度の放射光を得ることができる。
【００８５】
請求項８記載の発明によれば、磁界印加機構により蒸気流中の荷電粒子を排除することができるので、相対論的電子ビームがイオンリップルから大きな交番静電力を受け、高輝度の放射光を得ることができる。
【００８６】
請求項９記載の発明によれば、電界印加機構により蒸気流中の荷電粒子を排除することができるので、相対論的電子ビームがイオンリップルから大きな交番静電力を受け、高輝度の放射光を得ることができる。
【００８７】
請求項１０記載の発明によれば、ターゲット移動機構によりターゲットの新しい表面にビームを照射することで、発生量や速度成分など同じ性質をもった蒸気流を再現性よく得ることができるので、輝度の安定した放射光を再現性よく得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態によるプラズママイクロアンジュレータ装置の全体構成図、（ｂ）〜（ｄ）は詳細説明図。
【図２】（ａ）は本発明の第２実施形態によるプラズママイクロアンジュレータ装置の全体構成図、（ｂ）〜（ｅ）は詳細説明図。
【図３】（ａ）は本発明の第３実施形態によるプラズママイクロアンジュレータ装置の全体構成図、（ｂ）〜（ｄ）は詳細説明図。
【図４】（ａ）は本発明の第４実施形態によるプラズママイクロアンジュレータ装置の全体構成図、（ｂ）〜（ｅ）は詳細説明図。
【図５】本発明の第５実施形態によるプラズママイクロアンジュレータ装置の全体構成図。
【図６】（ａ）は本発明の第６実施形態によるプラズママイクロアンジュレータ装置の全体構成図、（ｂ）は詳細説明図。
【図７】（ａ）は本発明の第７実施形態によるプラズママイクロアンジュレータ装置の全体構成図、（ｂ）は詳細説明図。
【図８】（ａ）は本発明の第８実施形態によるプラズママイクロアンジュレータ装置の全体構成図、（ｂ）は詳細説明図。
【図９】従来のプラズママイクロアンジュレータ装置の全体構成図。
【符号の説明】
１  真空容器
２  真空排気系
３  蒸気源
４  アパーチャ板
５  蒸気流
６  共鳴イオン化用レーザ装置
７  レーザ光
８  干渉光学系
８ａ  プリズム
９  電子ビーム源
１０  相対論的電子ビーム
１１ｂ  ミラー
１２  プラズマ密度リップル
１３  周期長
１４  干渉領域
１５  イオンリップル
１６  交番静電力
１７  放射光
１８  レーザ光広がり角制御機構
２０  レーザ光矩形成形機構
２４  ガス供給系
２５  タイミング制御装置
２６  レーザ光軸制御機構
２９  磁界印加機構
３０  電界印加機構
３４  ターゲット
３５  ターゲット移動機構
３９  ハーフミラー
４０  ミラー
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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