Extreme ultraviolet diagnostics of preformed plasma in laser-driven proton acceleration experiments

レーザープロトン加速実験におけるプリフォームドプラズマのXUV測定装置

Ragozin, E. N.*; Pirozhkov, A. S.; 余語 覚文; Ma, J.-L.; 小倉 浩一; 織茂 聡; 匂坂 明人; 森 道昭; Li, Z.*; 西内 満美子; 大道 博行

Ragozin, E. N.*; Pirozhkov, A. S.; Yogo, Akifumi; Ma, J.-L.; Ogura, Koichi; Orimo, Satoshi; Sagisaka, Akito; Mori, Michiaki; Li, Z.*; Nishiuchi, Mamiko; Daido, Hiroyuki

フェムト秒パルスチタンサファイヤレーザー装置JLITE-Xを用いて、厚さ5ミクロンのチタン薄膜ターゲットからのプロトン加速実験を行ったので報告する。波長13.5ナノメートルのプラズマ発光を湾曲多層膜ミラーを用いて測定した。ここでは、薄膜の表面と裏面でのプラズマイメージを硬X線フォトダイオードと軟X線CCDカメラで測定した。また、飛行時間オンライン分析法によって、加速されたプロトンの同時計測を行った。高速プロトンの発生とXUVプラズマ発光の間に強い相関性が見いだされた。とくに、長いレーザープリパルスの誘起するXUVプラズマ発光が測定されたとき、プロトンのエネルギーが減少する結果が得られた。これは高強度レーザー-薄膜相互作用測定装置としてXUV発光が有用であることを意味する。

Proton acceleration experiments involving a 5m thick Ti foil target irradiation are carried out with the femtosecond Ti:Sapphire laser JLITE-X. The plasma emission at 13.5 nm is recorded employing concave multilayer mirrors, which image the front- and rear-side plasmas onto the sensitive surfaces of a fast X-ray photodiode and a backside-illuminated CCD. Online time-of-flight fast-particle measurements are performed simultaneously with the XUV measurements. A strong correlation is observed between the energetic proton signal and the spatio-temporal behavior of the XUV plasma emission. In particular, the longer duration of the prepulse-produced XUV plasma emission indicates a lowering of the maximum proton energy. This allows using the XUV emission for the diagnostics of the high-intensity laser-solid-target interaction.