Online real time characterization of fast protons induced by a repetitive high-intensity laser-foil interaction

繰り返し高強度レーザー-薄膜相互作用における高速プロトンのオンライン分析

余語 覚文; 大道 博行; 森 道昭; 匂坂 明人; 小倉 浩一; 織茂 聡; 桐山 博光; Pirozhkov, A. S.; 金沢 修平; 中井 善基; 圷 敦; 田上 学*; 山本 洋一*; 下村 拓也*; 大石 祐嗣*; 名雪 琢弥*; 藤井 隆*; 根本 孝七*; 中村 衆*; 白井 敏之*; 岩下 芳久*; 野田 章*

Yogo, Akifumi; Daido, Hiroyuki; Mori, Michiaki; Sagisaka, Akito; Ogura, Koichi; Orimo, Satoshi; Kiriyama, Hiromitsu; Pirozhkov, A. S.; Kanazawa, Shuhei; Nakai, Yoshiki; Akutsu, Atsushi; Tanoue, Manabu*; Yamamoto, Yoichi*; Shimomura, Takuya*; Oishi, Yuji*; Nayuki, Takuya*; Fujii, Takashi*; Nemoto, Koshichi*; Nakamura, Shu*; Shirai, Toshiyuki*; Iwashita, Yoshihisa*; Noda, Akira*

高強度短パルスレーザー-薄膜相互作用における、高速イオン発生のオンライン・リアルタイム測定評価について報告する。発生した高速プロトンは飛行時間法(TOF)分析装置によって測定した。加速器イオンビームを用いてTOF分析装置のエネルギー校正を行い、プロトンのエネルギー分布スペクトルを、レーザーショットごとにリアルタイムで測定することに成功した。集光強度が10 W/cmの短パルスレーザー照射により発生したMeVエネルギーのプロトンのカットオフエネルギー・及びレーザーからプロトンへのエネルギー変換効率が、レーザープリパルスの強度に強く依存する結果が得られたので報告する。

We report the result on a novel online analysis of fast ions generated in an ultraintense laser-foil interaction. Fast protons are observed by a time-of-flight (TOF) detector, which is precisely calibrated using proton beams from an ion accelerator as to its detection efficiency depending on the proton energy. The TOF detector provides shot-to-shot energy distributions of protons immediately after the irradiation of a high-intensity laser pulse of 10 W/cm. Definite correlations are found between the prepulse intensity and the high energy cutoff of protons as well as the conversion efficiency of the laser energy into the proton energy, governing the stability of the repetitive proton generation.