Repetitive highly collimated intense proton beam with sub-MeV energy range driven by a compact few terawatt femtosecond laser

小型で数テラワット・フェムト秒レーザーによって生成されたサブMeVエネルギー領域における繰り返し可能なコリメートされた高強度陽子ビーム

西内 満美子; 大道 博行; 匂坂 明人; 小倉 浩一; 織茂 聡; 加道 雅孝; 余語 覚文; 森 道昭; 林 由紀雄; Bulanov, S. V.; 福見 敦*; Li, Z.*; 野田 章*; 中村 衆

Nishiuchi, Mamiko; Daido, Hiroyuki; Sagisaka, Akito; Ogura, Koichi; Orimo, Satoshi; Kado, Masataka; Yogo, Akifumi; Mori, Michiaki; Hayashi, Yukio; Bulanov, S. V.; Fukumi, Atsushi*; Li, Z.*; Noda, Akira*; Nakamura, Shu

陽子のシャドウグラフに応用可能な、平行度の高い、エネルギーがサブMeV領域で、10度の角度広がりを持つ陽子ビームが、数テラワットのテーブルトップチタンサファイアレーザーを薄膜に照射することにより得られた。バンチ中に10個含まれるラミナーなプロトンによりミクロンサイズのメッシュの構造を鮮明に映し出し、その影絵の定量的な解析により、横エミッタンスの値が0.06mm mradであるとわかった。実験結果より、陽子ビームは、X線,電子線,テラヘルツ波,フェムト秒の光とのパンププローブ系への応用が可能であることがわかった。

Highly collimated sub-MeV proton beam with divergence angle of 10 degrees is obtained by a few terawatt table-top Titanium Sapphire laser to a thin metalic foil for proton shadowgraphy. The 10 laminar protons in a bunch make a good quality projection image of a micro meter size mesh structure, giving a quantitative characterization of proton beam quality such as the transverse emittance of 0.06 mm mrad. The experimental result shows that the source can be applicable to pump-probe techniques such as proton with X-ray, electron, THz as well as femto-second laser pulse itself.