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X선 자유전자레이저시설 SACLA의
레이저증폭 달성
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일본이화학연구소 하리마연구소 방사광과학종합연구센터 XFEL 연구개발부문 |
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| Undulator beamline, a laser amplifier part of SACLA(SPring-8 Angstrom Compact free-electron LAser) Photo by courtesy of RIKEN |
독립행정법인 이화학연구소와 재단법인 고휘도광과학연구센터 (JASRI)는, 2006년도부터 5개년건설프로젝트로 SPring – 8과 인접한 곳에 X선자유전자레이저 (XFEL) 시설 SACLA 의 건설을 공동으로 추진해 왔었다.
2011년 3월 예정대로 시설이 완성되었으며, 3월21일부터 X선 영역에서의 레이저 증폭 달성을 위한 빔조정을 시작하였다. 약 3개월간의 빔조정 기간을 거쳐 6월 7일 16시 10분, SASE (자기증폭형자발방사) 모드에 있어서의 1.2 Å의 X선레이저증폭에 성공하였다.
앞으로는 보다 고강도・단파장의 X선레이저를 60 Hz의 반복으로 안정되게 공급 및 이용하기 위한 조정을 실시하여, 2011년도내에 국내외에 개방하는 시설로 공용운전을 시작할 수 있도록 정비해 나갈 계획이다.
SACLA는 단결정음극열전자총, 저에밋턴스 입사장치, C - band 고경사 RF 가속시스템, 단주기진공언듈레이터 등, 일본의 독자기술을 결집하여 시설규모를 가능한 한 소형화 할 수 있도록 설계된 세계 최초의 X선자유전자레이저시스템이다. SACLA에서는 SCSS (SPring - 8 Compact SASE Source)라는 기본설계개념을 채용하고 있는데, 이번 세계 최단파장의 레이저증폭달성은 SCSS라는 설계개념의 타당성을 뒷받침하는 것이라고도 할 수 있다. 대형 제3세대방사광X선광원 (SPring - 8, ESRF, APS)이, 점차 단주기진공언듈레이터를 이용한 중간 3.5세대방사광광원 (SOLEIL, SLS, DIAMOND)으로 변화해간 것처럼, 이것을 계기로 소형고성능 X선자유전자레이저의 건설이 각국에서 검토되어질 전망이다.