Spatial and pulse shape dependence of K source from high contrast fs laser plasmas in regime of Relativistic Engineering

相対論工学における高コントラストフェムト秒レーザープラズマからのKX線の空間・パルス波形依存性

Chen, L.-M.; Koga, J. K.; 神門 正城; 小瀧 秀行; 中島 一久; Bulanov, S. V.; 田島 俊樹; Xu, M. H.*; Li, Y.-T.*; Dong, Q. L.*; Zhang, J.*

Chen, L.-M.; Koga, J. K.; Kando, Masaki; Kotaki, Hideyuki; Nakajima, Kazuhisa; Bulanov, S. V.; Tajima, Toshiki; Xu, M. H.*; Li, Y.-T.*; Dong, Q. L.*; Zhang, J.*

チタンサファイアレーザーと銅フォイルの相互作用を硬X線計測により調べた。硬X線分光とKX線への変換効率()について、パルス幅(60fs600fs),レーザーエネルギー(60mJ600mJ),ターゲット位置を変えて計測を行った。集光強度I110W/cmでは、変換効率は強度を増すにつれ上昇し、最大110が集光強度=110W/cmのときに得られた。集光位置は、集光強度が10W/cm10W/cmの範囲で大きく変えると、2つのX線ピークがあることがわかった。1つは最良の集光点において得られ、もう1つは、そこから離れて集光強度にして10W/cmとなる点である。最近発表された成果と比較すると、それぞれのピークは、異なるエネルギー吸収の機構によって説明できる。さらに、パルス圧縮器の回折格子対の間隔を変えることにより、負のチャープにした場合に正のチャープを与えた場合よりも7倍のX線への変換効率を得た。これらは、真空加熱による効果であると予測され、プリプラズマの制御が相対論的フェムト秒領域でのX線発生の制御の鍵となることがわかった。

Interaction of intense Ti: Sapphire laser with Cu foil targets has been studied by measuring hard X-ray generation. Hard X-ray spectroscopy and K X-ray conversion efficiency () from Cu plasma have been studied as a function of laser intensity via pulse duration scan (60 fs 600 fs), laser pulse energy scan (60 mJ 600 mJ) and target displacement scan from best focus. For intensity I W/cm, the Cu keep on increasing to reach a maximum value of at an intensity W/cm. The focusing is varied widely to give a range of intensities from 10 W/cm W/cm. Comparing to a recent publication, two individual emission peaks are obtained, one is at best focal spot and the other is at larger target offset corresponding to W/cm. Each peak is corresponding to different energy absorption mechanism. In addition, when we introduce slightly detuning of compressor gratings at the best focal condition, it shows generated by negatively skewed 100 fs pulse width laser irradiation reach and almost 7 times greater than the case of positively skewed pulse. Vacuum Heating is greatly stimulated in this case and preciously control of pre-plasma is the key factor in tuning control of X-ray emission in relativistic fs regime.