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16日,京都府木津川市光量子科学研究シンポジウム事務局
JAEA-Conf 2016-001, 53 Pages, 2016/03
平成27年10月15日-16日の2日間にわたり「第16回光量子科学研究シンポジウム」を関西光科学研究所木津地区において開催した。本プロシーディング集にはそこで行われた講演およびポスター発表のうちから、プロシーディングとして投稿されたものを収録している。
西内 満美子; 榊 泰直; Esirkepov, T. Z.; 西尾 勝久; Pikuz, T. A.*; Faenov, A. Ya.*; Pirozhkov, A. S.; 匂坂 明人; 小倉 浩一; 金崎 真聡; et al.
Research Using Extreme Light; Entering New Frontiers with Petawatt-Class Lasers II (Proceedings of SPIE, Vol.9515), p.95151D_1 - 95151D_4, 2015/06
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Engineering, Electrical & Electronic)超高強度短パルスレーザーと金属ターゲットとの相互作用による多価重イオン加速実験の結果を発表する。10J以下のレーザーエネルギー、36fsのパルス幅、10
のコントラストを持つ200TWのJ-KARENレーザーシステムを用いた。ほぼ完全電離に近い鉄のイオンがトータルで0.9GeVのエネルギーにまで加速された。これは固体薄膜ターゲットと10
Wcm
のレーザーとの相互作用によってはじめて可能となったと考えられる。このように高いQ/Mを持つイオンは既存の重イオン加速器のイオン源においては、達成が難しい。
Bulanov, S. S.*; Esarey, E.*; Schroeder, C. B.*; Bulanov, S. V.; Esirkepov, T. Z.; 神門 正城; Pegoraro, F.*; Leemans, W. P.*
Physical Review Letters, 114(10), p.105003_1 - 105003_5, 2015/03
被引用回数：32 パーセンタイル：82.51(Physics, Multidisciplinary)It is shown that there is a fundamental limit on the maximum attainable ion energy, which is determined by the group velocity of the laser.
Lezhnin, K.*; Kamenets, F. F.*; Beskin, V.*; 神門 正城; Esirkepov, T. Z.; Bulanov, S. V.
Physics of Plasmas, 22(3), p.033112_1 - 033112_9, 2015/03
被引用回数：6 パーセンタイル：28.43(Physics, Fluids & Plasmas)The transverse inhomogeneity effect is described analytically within the framework of a thin foil target model and with the particle-in-cell simulations showing that the maximum energy of accelerated ions decreases when the displacement from the axis of the target initial position increases.
西内 満美子; 榊 泰直; Esirkepov, T. Z.; 西尾 勝久; Pikuz, T.*; Faenov, A.*; Skobelev, I. Yu.*; Orlandi, R.; 佐甲 博之; Pirozhkov, A. S.; et al.
Physics of Plasmas, 22(3), p.033107_1 - 033107_8, 2015/03
被引用回数：72 パーセンタイル：96.85(Physics, Fluids & Plasmas)200TWの超高強度レーザーパルスをミクロンメートルのアルミの薄膜に鉄の不純物を混ぜたターゲットに照射することで、ほぼフルストリップに近い鉄のイオンが0.9GeVで加速された。低エミッタンスで、重いイオンのビームが高いQ/Mで得られることは、いろいろな分野への応用が考えられ、例えば、既存加速器技術との融合によってコンパクトなRIイオン源の開発が考えられる。
O
laser system JLITE-X for laser-excited ion accelerator research森 道昭; Pirozhkov, A.; 西内 満美子; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 林 由紀雄; 織茂 聡; 福見 敦*; Li, Z.*; 加道 雅孝; et al.
Laser Physics, 16(7), p.1092 - 1096, 2006/07
被引用回数：36 パーセンタイル：80.17(Optics)レーザープラズマ相互作用などのパラメーターサーチ的な研究において、レーザーの安定的な供給は実験結果の信頼性を確保する意味で重要な課題である。本研究では、実験データの信頼性向上を目的に、最終的には従来の10TWレーザー装置に付加的にレーザーポインティングスタビライザーを設置する形で開発を進めている。これまでに装置本体の開発を終え、別のテラワットレーザーを用いて、100uradのポインティング安定性を10uradまで向上させることを実証している。これは、f/1の集光光学系で実験を行った場合に集光強度のゆらぎが40%3%以下に抑制されていることを意味する。
関西研究所
JAERI-Conf 2005-004, 243 Pages, 2005/06
JAERI-Conf-2005-004.pdf:16.74MB
第6回光量子科学研究シンポジウムが、平成16年11月4日,5日の両日、日本原子力研究所関西研究所(木津地区)において開催された。本論文集は、同シンポジウムにおいて行われた招待講演5件を含む講演16件,平成15年度実施した光量子科学に関する協力研究・共同研究課題発表を含むポスター発表56件のうち、論文として投稿された58件を収録している。
大道 博行
プラズマ・核融合学会誌, 81(4), p.261 - 269, 2005/04
本報告は、プラズマ・核融合学会誌の小特集「レーザープラズマ粒子加速器開発の最近の進展」に投稿する論文の一つである。レーザーはその発明以来短パルス化が追求され、それに対応して高出力化が進んできた。1990年代にはチャープパルス増幅法を用いて高出力化は飛躍的に進んだ。本小論では、この超短パルス高強度レーザーを用いた高エネルギーイオン発生についてレビューする。まずイオンの発生機構をまとめる。次に世界のイオン発生実験のまとめを行う。特に実用的レーザーイオン源開発に不可欠な、パルス幅100fs以下の小型高繰り返しレーザーを用いた実験に注目してまとめる。次に現在までの知見をもとにして、レーザーを用いたイオン加速器開発とその利用の可能性に言及する。最後に全体をまとめ、現状での課題を鮮明にする。
神門 正城; 益田 伸一; Zhidkov, A.*; 山崎 淳; 小瀧 秀行; 近藤 修司; 本間 隆之*; 金沢 修平; 中島 一久; 林 由紀雄; et al.
Physical Review E, 71(1), p.015403_1 - 015403_4, 2005/01
被引用回数：33 パーセンタイル：77.37(Physics, Fluids & Plasmas)現在まででは最短のパルス幅(23fs)で相対論的な高出力(20TW)のレーザーを、不足密度プラズマ中に強く集光する実験を行った。プラズマ密度が10
cm
の領域で、MeVを越えるエネルギーの電子の発生を確認した。このMeV電子は、2温度分布をしており、シミュレーションの結果から、波の破砕機構の違いから生じていると考えられる。高温部の電子は、レーザーのプリパルスにより作られるプラズマ密度のキャビティー部での速い入射により形成され、パルス幅はフェムト秒であり、一方、低温部の電子は相対論的強度による波の破壊により加速されたもので、ピコ秒のパルス幅を持つことがわかった。
益田 伸一; 神門 正城; 小瀧 秀行; 中島 一久
Physics of Plasmas, 12(1), p.013102_1 - 013102_6, 2005/01
被引用回数：22 パーセンタイル：58.03(Physics, Fluids & Plasmas)ガウス型(TEM
)のレーザービームによる電子の散乱について数値計算による詳細な解析を行った。レーザーを強く集光した場合、レーザーの持つ縦方向の電磁場を取り入れることが重要である。われわれは今回、相対論的なレーザー動重力加速法において縦方向電磁場を考慮し、電子が横方向に集束されることを発見した。この場合、加速される電子のエミッタンスは横・縦方向ともに小さく、バンチ長もフェムト秒を切る短いものが得られた。
内海 隆行*; 松門 宏治*; 大道 博行; Esirkepov, T. Z.; Bulanov, S. V.*
Applied Physics A, 79(4-6), p.1185 - 1187, 2004/09
被引用回数：10 パーセンタイル：40.13(Materials Science, Multidisciplinary)近年、高強度・短パルスレーザーを薄膜に照射することにより高速に加速されたイオン,電子,陽子が観測されており、加速器へのイオン源や陽子線医療としての応用が期待されている。これらの粒子は、プリパルスにより生成されたプラズマに照射するメインパルスがプラズマ内に協力な電磁場を形成する過程から発生すると考えられている。したがって、プリパルス生成プラズマの状態制御は、この粒子生成を最適化するための重要なファクターである。このため、本報告では、プリパルスによるプラズマ生成過程を、光量子-物質相互作用シミュレーションの一環として開発したCIP法(3次補間擬似粒子法)に基づく解析コードにより、シミュレーションした結果を示す。本シミュレーションはイオン発生実験の条件で行ったものであるが、メインパルス到着直前に薄膜はプリパルスにより完全に溶融・蒸発し、サドル構造のアンダーデンスプラズマが生成されている状態となっており、実験結果と整合性のあるシミュレーション結果となっている。
関西研究所
JAERI-Conf 2004-009, 285 Pages, 2004/06
JAERI-Conf-2004-009.pdf:21.5MB
第5回光量子科学研究シンポジウムが、2003年11月20日,21日の両日、日本原子力研究所関西研究所木津地区において開催された。本論文集は、同シンポジウムにおいて行われた招待講演4件を含む講演14件、平成14年度実施の光量子科学に関する協力研究・共同研究課題発表を含むポスター発表60件のうち、論文として投稿された69件を収録している。
29日,光量子科学研究センター,京都光量子科学研究センター
JAERI-Conf 2003-008, 283 Pages, 2003/07
JAERI-Conf-2003-008.pdf:35.08MB
第4回光量子科学研究シンポジウムが、2002年11月28日,29日の両日、日本原子力研究所関西研究所光量子科学研究センターにおいて開催された。本論文集は、同シンポジウムにおいて行われた招待講演5件を含む講演14件,平成13年度の共同研究・協力研究課題発表を含むポスター発表62件のうち、論文として投稿された67件を収録している。
関西研究所
JAERI-Conf 2002-008, 276 Pages, 2002/07
JAERI-Conf-2002-008.pdf:32.39MB
第3回光量子科学研究シンポジウムが、2001年12月13日,14日の両日、日本原子力研究所関西研究所光量子科学研究センターにおいて開催された。本論文集は、同シンポジウムにおいて行われた招待講演5件,一般発表7件及びポスター発表61件のうち、論文として投稿された63件を収録している。
関西研究所
JAERI-Conf 2001-011, 334 Pages, 2001/10
JAERI-Conf-2001-011.pdf:27.01MB
第2回光量子科学研究シンポジウムが、2000年11月9日,10日の両日、日本原子力研究所関西研究所光量子科学研究センターにおいて開催された。本論文集は、同シンポジウムにおいて行われた特別講演3件を含む口頭発表22件及びポスター発表73件のうち、論文として投稿された83件を収録している。
山極 満
原子力eye, 46(6), p.64 - 65, 2000/06
光量子科学研究の現状と将来についての紹介の一環として、光量子シミュレーション研究のうち、高調波発生、X線レーザー発振、レーザー加速、及び高速イオン発生に関する最近の成果を特別記事「関西文化学術研究都市における先端レーザー研究」にまとめた。
関西研究所
JAERI-Conf 2000-006, p.339 - 0, 2000/03
JAERI-Conf-2000-006.pdf:21.71MB
第1回光量子科学研究シンポジウムが、1999年1月8日,9日の両日、京都府内のけいはんなプラザ及び日本原子力研究所関西研究所光量子科学研究センターで開催された。本論文集は、特別講演1件を含む口頭発表14件及びポスター発表68件のうち、論文として投稿された76件を収録している。
西内 満美子; 榊 泰直; 西尾 勝久; Orlandi, R.; 佐甲 博之; Pikuz, T. A.*; Faenov, A. Ya.*; Esirkepov, T. Z.; Pirozhkov, A. S.; 松川 兼也*; et al.
no journal, ,
既存の加速器技術によるRI源は核物理研究になくてはならないものであるが、現状さらなるフロンティアを目指すには限界が見えてきている。一つの解決方法として、我々は超高強度レーザー技術と既存の核物理における計測技術の組み合わせを提案する。近年の超高強度レーザー技術の進展によって、わずか10Jのエネルギーのレーザーパルスで、ターゲット上に10 Wcmの集光強度が達成できるようになった。このようなレーザーパルスを個体薄膜ターゲットと相互作用することで、ほぼフルストリップに近い状態の重イオンを高エネルギーで取り出すことが可能である。我々は、Laser-driven Exotic Nuclei extraction-acceleration methods (LENex)を提案する。LENex法においては既存の加速器ビームで薄膜ターゲット上に不安定性核が生成された直後に超高強度レーザーによって、不安定性核を取り出す。原理実証実験の第一歩として、J-KARENレーザーを用いて、鉄のほぼフルストリップに近いイオンを16MeV/uで取り出すことに成功した。
神門 正城; Bolton, P.; Bulanov, S. V.; Esirkepov, T. Z.; 福田 祐仁; 林 由紀雄; 金崎 真聡; 河内 哲哉; 桐山 博光; Koga, J. K.; et al.
no journal, ,
We are now upgrading our Ti:sapphire laser system with chirped pulse amplification (CPA) at the Kansai Photon Science Institute, Japan Atomic Energy Agency. The laser system will be able to provide PW level on target at the repetition rate of 0.1 Hz. The challenge is to achieve the focused intensity of 10
W/cm
with a f/1.4 optic employing two deformable mirrors. Two target chambers are prepared mainly for short-focus (f/1.4) with multiple vacuum ports and for long-focus f/10 or f/20. Applications of such intense lasers are also presented. They are relativistic flying mirrors, high order harmonics generation, ion acceleration, and 
ray flash, etc.
神門 正城
no journal, ,
Laser acceleration of electrons is now considered to be promising for a compact, high-quality, high-energy accelerator scheme. Indeed, there are a lot of publications showing high reproducibility, small emittance (
1 mm mrad), shot pulse duration ( fs), high energy (
1 GeV). Thus the capability to use such beams for a source of compact X-ray free-electron laser. In order to use laser electron accelerators for XFEL drivers, an energy spread of the electron beam is crucial. We are now designing the system composed of an injector, a phase rotator, and a booster. Our goal beam parameters are an energy of 1 GeV, a pulse duration of 10 fs, an energy spread of 1%, and an emittance of 1 mm mrad. A whole project system is also discussed including a laser system and an compact undulator system.
