(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光照射に伴って生じる電子雲と表面との間に電場を発生させ該電場によりイオンを放出するレーザプラズマイオン源用のターゲットであって、前記表面において前記電場の不均一を生じさせる構造を有することを特徴とするターゲット。
【請求項２】
前記表面に突起構造を有し、この構造により前記表面において前記電場の不均一を生じさせる、ことを特徴とする請求項１記載のターゲット。
【請求項３】
前記表面に毛羽立たせた繊維構造を有し、この構造により前記表面において前記電場の不均一を生じさせる、ことを特徴とする請求項１記載のターゲット。
【請求項４】
前記表面にカーボンナノチューブが付着した構造を有し、この構造により前記表面において前記電場の不均一を生じさせる、ことを特徴とする請求項１記載のターゲット。
【請求項５】
基板の第１主面に形成された突起構造を有し、この構造により前記第１主面において前記電場の不均一を生じさせるとともに、放出すべきイオンを含む物質の層が前記第１主面に形成され、金属層が前記基板の前記第１主面または前記第１主面の反対側に位置する第２主面に形成されている、ことを特徴とする請求項１記載のターゲット。
【請求項６】
レーザ光を出力する光源と、
この光源から出力されるレーザ光が照射され、このレーザ光照射に伴って生じる電子雲と表面との間に電場を発生させ該電場によりイオンを放出する請求項１〜５の何れか１項に記載のレーザプラズマイオン源用のターゲットと、
を備えることを特徴とするレーザプラズマイオン発生装置。
【請求項７】
レーザ光を出力する光源と、
この光源から出力されるレーザ光が照射され、このレーザ光照射に伴って生じる電子雲と表面との間に電場を発生させ該電場によりイオンを放出するレーザプラズマイオン源用のターゲットと、
そのターゲットへのレーザ光照射の前に、そのターゲットの表面の当該レーザ光照射領域において前記電場の不均一を生じさせる構造を形成する電場不均一構造形成手段と、
を備えることを特徴とするレーザプラズマイオン発生装置。
【請求項８】
電場不均一構造形成手段は、
前記光源から出力されるレーザ光の一部を分岐して取り出す第１分岐部と、
この第１分岐部により分岐されて取り出されたレーザ光を２分岐する第２分岐部と、
この第２分岐部により２分岐されたレーザ光を前記ターゲットの前記レーザ光照射領域において干渉させる干渉光学系と、
を含むことを特徴とする請求項７記載のレーザプラズマイオン発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザプラズマイオン源用ターゲットおよびレーザプラズマイオン発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザプラズマイオン発生装置は、レーザプラズマイオン源用ターゲット（以下では単に「ターゲット」という場合がある。）に高強度で短パルスのレーザ光を照射し、このレーザ光照射によりターゲット外部に電子雲を生じさせ、この電子雲とターゲット表面との間に電場を発生させて、該電場によりターゲットからイオンを放出させるものである（特許文献１および非特許文献１，２を参照）。
【０００３】
このようなレーザプラズマイオン発生装置は、例えば、ポジトロン断層イメージング（ＰＥＴ:Positron Emission Tomography）装置による生態検査で用いられる短寿命放射性同位体（１８Ｆなど）を含む薬剤（例えば、ブドウ糖類似物質であるフルオロデオキシグルコース（ＦＤＧ））を生成する際に用いられる。すなわち、レーザプラズマイオン発生装置で放出されたイオンを別の原子に衝突させることで、その原子を陽電子放出不安定核である短寿命放射性同位体に転換することができる。
【０００４】
このような用途の場合、陽子や重陽子がよく用いられるが、ターゲットからイオンを高速に放出することが好ましく、また、重陽子を用いた方が閾値の低い反応を起こすことができる。すなわち、陽子より重陽子を放出するのが好ましい。また、陽子や重イオン（炭素）は、粒子線癌治療に用いられているが、治療効果は陽子よりも炭素の方が大きい。ゆえに、この意味においても、レーザプラズマイオン発生装置においては、重イオンを放出することが好ましい。なお、重イオンとは、陽子より質量数が大きい陽イオンを意味し、例えば重陽子や炭素イオン等である。
【０００５】
特許文献１および非特許文献１，２それぞれには、陽子より重陽子を（更に重イオンを）高効率に放出することを意図した技術が記載されている。特許文献１に開示されたターゲットは、含ハロゲン有機化合物を主成分とする薄膜に、重水素化された有機化合物を主成分とする層が積層されたものである。特許文献１には、このようなターゲットを用いることで重陽子を高効率に放出できることが記載されている。
【０００６】
非特許文献１には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の薄膜をターゲットとして用いることで重イオンを高効率に放出できることが記載されている。また、非特許文献２には、ターゲットを加熱することで該ターゲットから水素を除去し、その後に該ターゲットにレーザ光を照射することで重イオンを高効率に放出できることが記載されている。
【特許文献１】特開２００４−２１２１８１号公報
【非特許文献１】S. Okihara, et al., "Generationof over 5 MeV carbon ions from a fibrous polytetrafluoroethylene filmirradiated with a 2.4 TW, 50 fs tabletop laser", Appl. Phys. Lett.,Vol.89, No.12, p.121502 (2006).
【非特許文献２】M. Hegelich, et al., "MeVIon Jets from Short-Pulse-Laser Interaction with Thin Foils", Phys. Rev.Lett., Vol.89, No.8, p.085002 (2002).
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、レーザ光照射によりターゲットからイオンを放出する際に重イオンの加速の妨げとなるのは、主に、次の２つの原因に因る。第１の原因は、ターゲット物質に元々成分として或いは表面の不純物として含まれている水素が重イオンより先に加速されて、その水素が加速電場のポテンシャルエネルギを消費してしまうという問題である。また、第２の原因は、加速に対する応答が遅い重イオンが超短パルスレーザ光の照射時間（例えば１００ｆｓ程度）内に電場からエネルギを受け取ることができないという問題である。
【０００８】
特許文献１および非特許文献１，２の何れに記載された技術も、上記の第１の原因に対する対策として、レーザ光照射の際に水素が放出されるのを抑制して、重イオンを高効率に放出できるようにしたものである。しかし、上記の第２の原因に対する対策は為されておらず、ターゲットから放出されるイオンの加速は充分ではない。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、重イオンを加速して更に高速に放出することができるレーザプラズマイオン源用ターゲットおよびレーザプラズマイオン発生装置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】
【００１０】
本発明に係るレーザプラズマイオン源用ターゲットは、レーザ光照射に伴って生じる電子雲と表面との間に電場を発生させ該電場によりイオンを放出するものであって、表面において電場の不均一を生じさせる構造を有することを特徴とする。このレーザプラズマイオン源用ターゲットにレーザ光が照射されると、このレーザ光照射に伴って飛び出した電子により電子雲が生じ、この電子雲と表面との間に電場が発生して、該電場によりイオンが放出される。ターゲットの表面において電場の不均一を生じさせる構造が設けられていることにより、電場が大きい領域が生じて、これにより重イオンが加速されて更に高速に放出され得る。表面において電場の不均一を生じさせる構造は、形状に基づくものであってもよいし、誘電率または伝導率の分布に基づくものであってもよい。
【００１１】
本発明に係るレーザプラズマイオン源用ターゲットは、表面に突起構造を有し、この構造により表面において電場の不均一を生じさせるのが好適である。本発明に係るレーザプラズマイオン源用ターゲットは、表面に毛羽立たせた繊維構造を有し、この構造により表面において電場の不均一を生じさせるのが好適である。本発明に係るレーザプラズマイオン源用ターゲットは、表面にカーボンナノチューブが付着した構造を有し、この構造により表面において電場の不均一を生じさせるのが好適である。また、本発明に係るレーザプラズマイオン源用ターゲットは、基板の第１主面に形成された突起構造を有し、この構造により第１主面において電場の不均一を生じさせるとともに、放出すべきイオンを含む物質の層が第１主面に形成され、金属層が基板の第１主面または該第１主面の反対側に位置する第２主面に形成されているのが好適である。
【００１２】
本発明に係るレーザプラズマイオン発生装置は、(1) レーザ光を出力する光源と、(2)この光源から出力されるレーザ光が照射され、このレーザ光照射に伴って生じる電子雲と表面との間に電場を発生させ該電場によりイオンを放出する上記の本発明に係るレーザプラズマイオン源用のターゲットと、を備えることを特徴とする。このレーザプラズマイオン発生装置によれば、光源から出力されたレーザ光はレーザプラズマイオン源用ターゲットに照射される。このレーザ光照射に伴って飛び出した電子により電子雲が生じ、この電子雲と表面との間に電場が発生して、該電場によりイオンが放出される。ターゲットの表面において電場の不均一を生じさせる構造が設けられていることにより、電場が大きい領域が生じて、これにより重イオンが加速されて更に高速に放出され得る。
【００１３】
本発明に係るレーザプラズマイオン発生装置は、(1) レーザ光を出力する光源と、(2)この光源から出力されるレーザ光が照射され、このレーザ光照射に伴って生じる電子雲と表面との間に電場を発生させ該電場によりイオンを放出するレーザプラズマイオン源用のターゲットと、(3) そのターゲットへのレーザ光照射の前に、そのターゲットの表面の当該レーザ光照射領域において電場の不均一を生じさせる構造を形成する電場不均一構造形成手段と、を備えることを特徴とする。このレーザプラズマイオン発生装置によれば、ターゲットへのレーザ光照射の前に、電場不均一構造形成手段により、そのターゲットの表面の当該レーザ光照射領域において電場の不均一を生じさせる構造が形成される。そして、光源から出力されたレーザ光はレーザプラズマイオン源用ターゲットに照射される。このレーザ光照射に伴って飛び出した電子により電子雲が生じ、この電子雲と表面との間に電場が発生して、該電場によりイオンが放出される。ターゲットの表面において電場の不均一を生じさせる構造が設けられていることにより、電場が大きい領域が生じて、これにより重イオンが加速されて更に高速に放出され得る。
【００１４】
このレーザプラズマイオン発生装置に含まれる電場不均一構造形成手段は、ターゲットの表面の当該レーザ光照射領域において電場の不均一を生じさせる構造を、機械的，化学的または光学的な手段により形成し得る。当該構造を光学的な手段により形成する場合、電場不均一構造形成手段は、(a) 光源から出力されるレーザ光の一部を分岐して取り出す第１分岐部と、(b) この第１分岐部により分岐されて取り出されたレーザ光を２分岐する第２分岐部と、(c)この第２分岐部により２分岐されたレーザ光をターゲットのレーザ光照射領域において干渉させる干渉光学系と、を含むのが好適である。この場合、干渉光学系により形成される干渉縞により、ターゲットの表面のレーザ光照射領域において電場の不均一を生じさせる構造を形成することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、重イオンを加速して更に高速に放出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
図１は、第１実施形態に係るレーザプラズマイオン源用ターゲット１０の構成および動作を示す図である。また、図２は、比較例のレーザプラズマイオン源用ターゲット１０Ａの構成および動作を示す図である。
【００１８】
図２に示されるように、比較例のターゲット１０Ａは、両主面が平坦である薄膜からなり、レーザ光９１の照射に伴って飛び出した電子により電子雲９２を生じ、この電子雲９２と表面との間に電場９３を発生させ、該電場９３によりイオンを放出する。この図でターゲット１０Ａと電子雲９２との間に示された矢印は電気力線を示している。この電気力線は、ターゲット１０Ａと電子雲９２との間で互いに平行になっている。
【００１９】
これに対して、図１に示されるように、本実施形態のターゲット１０は、両主面が略平坦である薄膜からなるものの、一方の主面に突起構造１１を有している。このターゲット１０も、レーザ光９１の照射に伴って飛び出した電子により電子雲９２を生じ、この電子雲９２と表面との間に電場９３を発生させ、該電場９３によりイオンを放出する。しかし、図１と対比して判るように、矢印で示された電気力線は、ターゲット１０と電子雲９２との間で互いに平行になっておらず、突起構造１１の先端の付近で密になっている。すなわち、電場９３が不均一となっている。
【００２０】
なお、ターゲット１０，１０Ａに照射されるレーザ光９１は、高強度で短パルスのレーザ光であり、例えば、パルスエネルギが１００ｍＪ以上であり、パルス幅が１００ｆｓ以下であり、ピーク出力は１ＴＷ以上である。また、波長が８００μｍである。また、このレーザ光９１は、例えば、軸はずし放物面鏡により集光されてターゲットに照射され、照射時のスポット径が１０μｍ程度であり光強度が１０１８Ｗ／ｃｍ２である。
【００２１】
電子雲とターゲット表面との間に発生した電場により、イオンが放出され加速される。そのときのイオンの加速度は、電場の強度およびイオンの比電荷（電荷量と質量との比）により決まる。素電荷を単位とし、また、陽子の質量を単位とすると、陽子の比電荷は１であり、重陽子の比電荷は０.５である。イオンの比電荷が小さいほど、該イオンの加速度は小さい。ターゲットから放出されるイオンの加速が有効に起こるのは、パルスレーザ光の持続時間（すなわち、パルス幅の時間）に限られるので、加速が小さく動き始めるのが遅い重イオンは、放出速度が遅い。
【００２２】
しかし、図２に示される比較例に対して、図１に示される本実施形態では、突起構造１１の先端の付近では電場が大きくなっており、この電場を利用することで、短時間のうちに重イオンが電場からポテンシャルエネルギを効率よく獲得でき、重イオンをも高速に放出することができる。
【００２３】
なお、図１では、説明の簡明のため突起構造１１をひとつだけ描いたが、ターゲット１０の表面に分布する重イオンを加速電場の中に置くために、複数の突起１１をターゲット１０表面に分布させる。また、以降に示す全ての実施形態において突起構造のスケールは例えば２００ｎｍ以下である。
【００２４】
図３は、第２実施形態に係るレーザプラズマイオン源用ターゲット２０の構成および製造方法を示す図である。この図に示されるターゲット２０は、表面に毛羽立たせた繊維構造を有し、この構造により表面において電場の不均一を生じさせるものである。ターゲット２０は、例えば、ＰＴＦＥテープ２１からなり、以下のようにして製造される。
【００２５】
同図（ａ）に示されるように、巻かれていたＰＴＦＥテープ２１は、その一端から順に重水素化ポリスチレンのトルエン溶液２２に浸漬され、この溶液２２を含浸したＰＴＦＥテープ２３として再び巻かれる。溶液２２を含浸したＰＴＦＥテープ２３は、トルエンが揮発する前に再び巻かれる。溶液２２は、例えば重水素化ポリスチレン２ｇにトルエン４０ｍＬを加えたものである。
【００２６】
続いて、同図（ｂ）に示されるように、溶液２２を含浸したＰＴＦＥテープ２３は巻かれた状態のまま加熱処理されてトルエンが揮発され、これにより、重水素化ポリスチレンを含浸したＰＴＦＥテープ２４が巻かれた状態で得られる。このとき、ＰＴＦＥテープ２４は、巻かれた状態であって、各層の面が互いに癒着している。
【００２７】
そして、同図（ｃ）に示されるように、重水素化ポリスチレンを含浸したＰＴＦＥテープ２４は、巻かれて各層の面が互いに癒着している状態から、その癒着が剥がされて、これにより、本実施形態に係るターゲット２０が製造される。同図（ｄ）に示されるように、ターゲット２０は、癒着が剥がされる際に表面の繊維２５が切断されており、表面に毛羽立たせた繊維構造を突起構造として有している。
【００２８】
このような本実施形態に係るターゲット２０は、表面に毛羽立たせた繊維構造を有することにより、表面において電場の不均一を生じさせることができ、重イオンを加速して更に高速に放出することができる。なお、表面に毛羽立たせた繊維構造を有するターゲット２０は、同図（ｃ）では再び巻かれているが、癒着が剥がされた後に再び巻かれることなくレーザ光が照射されてもよい。すなわち、使用直前まで、重水素化ポリスチレンを含浸したＰＴＦＥテープ２４が巻かれた状態とされていて、使用の際（すなわち、レーザ光照射の際）に、重水素化ポリスチレンを含浸したＰＴＦＥテープ２４の一端から順次に癒着が剥がされて本実施形態に係るターゲット２０とされてレーザ光が照射されてもよい。
【００２９】
図４は、第２実施形態に係るレーザプラズマイオン源用ターゲット２０を用いて重イオンを放出させた結果を示す図である。また、図５は、比較例のレーザプラズマイオン源用ターゲットを用いて重イオンを放出させた結果を示す図である。比較例のターゲットは、上記のターゲット２０の製造方法において、重水素化ポリスチレンのトルエン溶液２２に浸漬したＰＴＦＥテープ２１に対して、テープ面同士が癒着しないように例えばヒータ上を通過させるなどして、トルエンを揮発させた後に、そのテープを再び巻いたものであり、表面に毛羽立たせた繊維構造を有していない。
【００３０】
本実施形態および比較例それぞれでは、レーザ光照射条件は互いに同じである。レーザープラズマから飛来したイオンをトムソンパラボラ型イオンエネルギ分析器によりイオンの種類およびエネルギで弁別し、ＣＲ-３９と呼ばれる透明なプラスチック板にイオンを照射して得られたものである。図４および図５それぞれは、イオンがＣＲ-３９の高分子の鎖を切断することで生じた孔をエッチング処理で拡大したものを顕微鏡で観察したものである。大きい孔はエネルギ２.８７ＭｅＶの６価炭素イオンに対応し、小さい孔はエネルギ０.４８ＭｅＶの重陽子に対応する。
【００３１】
図５に示される比較例に対して、図４に示される本実施形態では、多くの重イオンが発生していることが明らかである。
【００３２】
図６は、第３実施形態に係るレーザプラズマイオン源用ターゲット３０の構成および製造方法を示す図である。この図に示されるターゲット３０は、表面にカーボンナノチューブが付着した構造を有し、この構造により表面において電場の不均一を生じさせるものである。ターゲット３０は、例えば、金属薄膜テープからなり、以下のようにして製造される。
【００３３】
同図に示されるように、巻かれていた金属薄膜テープ３１は、その一端から順に重水素化ポリスチレンのトルエン溶液３２に浸漬される。溶液３２は、例えば重水素化ポリスチレン２ｇにトルエン４０ｍＬを加えたものに更にカーボンナノチューブが混濁させたものである。金属薄膜テープは切れ易いので、溶液３２に浸漬された後の金属薄膜テープ３３は、ヒータ３９により加熱処理されてトルエンが揮発され、これにより、本実施形態に係るターゲット３０が製造される。このようにして製造されるターゲット３０は、金属薄膜テープの表面に重水素化ポリスチレンが塗布され、且つ、その表面にカーボンナノチューブを突起構造として有するものである。例えば、金属薄膜テープ３１はタンタルやチタンからなり、その厚さは例えば５μｍ程度である。
【００３４】
このような本実施形態に係るターゲット３０は、表面にカーボンナノチューブが付着した構造を有することにより、表面において電場の不均一を生じさせることができ、重イオンを加速して更に高速に放出することができる。なお、表面にカーボンナノチューブが付着した構造を有するターゲット３０は、同図では再び巻かれているが、トルエン揮発の後に再び巻かれることなくレーザ光が照射されてもよい。すなわち、使用直前まで、金属薄膜テープ３１を溶液３２に浸漬することなく、使用の際（すなわち、レーザ光照射の際）に、金属薄膜テープ３１が一端から順次に溶液３２に浸漬されトルエンが揮発されて本実施形態に係るターゲット３０とされてレーザ光が照射されてもよい。
【００３５】
また、本実施形態では、金属薄膜テープが用いられていることから、その金属薄膜に含まれる自由電子がレーザ光照射により電子雲となって、強い電場が形成されて、イオンの加速を促すという効果もある。
【００３６】
図７は、第４実施形態に係るレーザプラズマイオン源用ターゲット４０の構成および製造方法を示す図である。この図に示されるターゲット４０は、基板の第１主面に形成された突起構造を有し、この構造により第１主面において電場の不均一を生じさせるとともに、放出すべきイオンを含む物質の層が第１主面に形成され、金属層が基板の第１主面または第２主面に形成されている。ターゲット４０は、例えば、シリコン単結晶基板からなり、以下のようにして製造される。
【００３７】
同図（ａ）に示されるように例えば厚さ１００μｍ以下のシリコン単結晶基板４１が用意され、この基板４１に対して異方性エッチングが施されて、同図（ｂ）に示されるように基板４２の第１主面に突起構造４３が形成されたものが製造される。そして、同図（ｃ）に示されるように、基板４２の第１主面に、放出すべきイオンを含む物質の層４４が形成され、基板４２の第２主面に、自由電子を供給するための金属層４５が形成される。これにより、本実施形態に係るターゲット４０が製造される。例えば、放出すべきイオンを含む物質の層４４は重水素化ポリスチレンを蒸着したものからなり、金属層４５は金からなる。
【００３８】
このような本実施形態に係るターゲット４０は、基板４２の第１主面に突起構造４３が形成された構造を有することにより、表面において電場の不均一を生じさせることができ、重イオンを加速して更に高速に放出することができる。また、放出すべきイオンを含む物質の層４４が基板４２の第１主面に形成されていることにより、多くの重イオンが放出され得るという効果もある。さらに、自由電子を供給するための金属層４５が基板４２の第２主面に形成されていることにより、その自由電子がレーザ光照射により電子雲となって、強い電場が形成され、イオンの加速を促すという効果もある。
【００３９】
図８は、第４実施形態に係るレーザプラズマイオン源用ターゲット４０を用いた重イオン発生の様子を模式的に示す図である。この図に示されるように、光源８１から出力された高強度で短パルスのレーザ光は、軸はずし放物面鏡８２により集光されて、ターゲット４０の第２主面（突起構造４３が形成された第１主面の反対側の面）へレーザ光９１が集光照射される。このレーザ光照射に伴い、金属層４５から電子が放出され、突起構造４３が形成された第１主面の側の外部に電子雲が形成されて、この電子雲とターゲット４０との間で不均一な電場が生じる。そして、放出すべきイオンを含む物質の層４４からイオン９４が放出され、そのイオン９４は、突起構造４３の先端の付近の強い電場により加速される。なお、ターゲット４０へのレーザ光照射を行う際に、ターゲット４０を平行移動または回転移動させて、ターゲット４０上でレーザ光集光位置を走査することで、レーザ光の各パルスがターゲット４０上の異なる位置に照射するようにするのが好ましい。
【００４０】
図９は、第５実施形態に係るレーザプラズマイオン源用ターゲット５０およびレーザプラズマイオン発生装置１の構成を示す図である。この図に示されるレーザプラズマイオン発生装置１は、ターゲット５０に加えて、光源８１、軸はずし放物面鏡８２、第１分岐部８３、第２分岐部８４およびミラーＭ１〜Ｍ９を備えている。
【００４１】
光源８１は、ターゲット５０に照射されるべき高強度で短パルスのレーザ光を出力する。このパルスレーザ光は例えばテラワット級である。第１分岐部８３は、光源８１から出力されるレーザ光の一部を分岐し取り出して第２分岐部８４へ出力し、残部を軸はずし放物面鏡８２へ出力する。軸はずし放物面鏡８２は、第１分岐部８３から到達したレーザ光９１を入力して、そのレーザ光９１を集光してターゲット５０の領域５２に照射する。
【００４２】
第２分岐部８４は、第１分岐部８３から到達したレーザ光を２分岐して、その２分岐したレーザ光の各々をミラーＭ１，Ｍ７へ出力する。ミラーＭ１〜Ｍ６それぞれは、第２分岐部８４からミラーＭ１へ到達したレーザ光９５を順次に反射させてターゲット５０に照射する。ミラーＭ７〜Ｍ９それぞれは、第２分岐部８４からミラーＭ７へ到達したレーザ光９６を順次に反射させてターゲット５０に照射する。
【００４３】
このとき、第２分岐部８４からミラーＭ１〜Ｍ６を経てターゲット５０に照射されるレーザ光９５と、第２分岐部８４からミラーＭ７〜Ｍ９を経てターゲット５０に照射されるレーザ光９６とは、図１０に示されるようにターゲット５０上の共通の領域５１に照射される。また、ミラーＭ２，Ｍ３の位置が調整されることにより、ターゲット５０の領域５１に照射されるレーザ光９５，９６それぞれの光路長は互いに略等しく設定される。したがって、ターゲット５０の領域５１においてレーザ光９５，９６が干渉して干渉縞が形成される。すなわち、これらミラーＭ１〜Ｍ９は干渉光学系を構成している。
【００４４】
ターゲット５０は、例えばタンタルやチタン等からなる金属薄膜テープであり、図中で矢印により示される方向に移動する。その移動方向に関し、ターゲット５０において干渉縞が形成される領域５１は、軸はずし放物面鏡８２により集光されたレーザ光９１が照射される領域５２に対して上流側に位置する。また、軸はずし放物面鏡８２により集光されたレーザ光９１がターゲット５０の一方の面に照射され、ミラーＭ６，Ｍ９からレーザ光９５，９６がターゲット５０の他方の面に照射される。
【００４５】
このレーザプラズマイオン発生装置１では、ターゲット５０の領域５１において干渉縞により加工されて微細突起構造が形成され、ターゲット５０の移動に伴い、その干渉縞が形成された部分が領域５２に到達して、軸はずし放物面鏡８２により集光されたレーザ光９１が領域５２に照射される。このレーザ光９１の照射により、ターゲット５０の領域５２から金属イオンが放出される。なお、ターゲット５０の領域５１において形成される干渉縞により、微細突起構造が形成されるだけでなく、ターゲット５０に付着している不純物である水素が除去され得る。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第１実施形態に係るレーザプラズマイオン源用ターゲット１０の構成および動作を示す図である。
【図２】比較例のレーザプラズマイオン源用ターゲット１０Ａの構成および動作を示す図である。
【図３】第２実施形態に係るレーザプラズマイオン源用ターゲット２０の構成および製造方法を示す図である。
【図４】第２実施形態に係るレーザプラズマイオン源用ターゲット２０を用いて重イオンを放出させた結果を示す図である。
【図５】比較例のレーザプラズマイオン源用ターゲットを用いて重イオンを放出させた結果を示す図である。
【図６】第３実施形態に係るレーザプラズマイオン源用ターゲット３０の構成および製造方法を示す図である。
【図７】第４実施形態に係るレーザプラズマイオン源用ターゲット４０の構成および製造方法を示す図である。
【図８】第４実施形態に係るレーザプラズマイオン源用ターゲット４０を用いた重イオン発生の様子を模式的に示す図である。
【図９】第５実施形態に係るレーザプラズマイオン源用ターゲット５０およびレーザプラズマイオン発生装置１の構成を示す図である。
【図１０】ターゲット５０へのレーザ光９５，９６の照射の様子を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…レーザプラズマイオン発生装置、１０，２０，３０，４０，５０…レーザプラズマイオン源用ターゲット、８１…光源、８２…軸はずし放物面鏡、８３…第１分岐部、８４…第２分岐部。
【図３】
0004996376.tif 000002
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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