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Effect of a laser prepulse on a narrow-cone ejection of MeV electrons from a gas jet irradiated by an ultrashort laser pulse

超短パルスレーザーのガスジェットへの集光による電子発生のプリパルスによる影響

細貝 知直*; 木下 健一*; Zhidkov, A.*; 中村 啓*; 渡部 貴宏*; 上田 徹*; 小瀧 秀行; 神門 正城; 中島 一久; 上坂 充*

Hosokai, Tomonao*; Kinoshita, Kenichi*; Zhidkov, A.*; Nakamura, Kei*; Watanabe, Takahiro*; Ueda, Toru*; Kotaki, Hideyuki; Kando, Masaki; Nakajima, Kazuhisa; Uesaka, Mitsuru*

12TW,50fsのチタンサファイアレーザーを短焦点でガスジェット中に集光し、電子発生実験を行った。発生する電子は、レーザーのプリパルスの比率及び形に強く依存した。ガスジェットのショックウェーブ先端での、プリパルスでのプラズマ波の破砕が、細い電子のコーン(0.1$$mu$$mm mrad)をつくることを発見した。この電子は、レーザーパルスによって生成されるウェーク場によって数十MeVまで加速され、マックスウェル分布の分布する。単調でないプリパルスの場合、ショックフロントでの流体的な不安定性が大きなスポットを形成する。2次元流体を基礎とした数値解析と2次元粒子シミュレーションが電子加速の根拠を示した。この粒子シミュレーションによって、電子のエネルギーは10~40MeVであり、電子のパルス幅は40fs程度であることが予測できる。

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分野:Physics, Fluids & Plasmas

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