超短パルス高強度レーザー生成高速陽子線の発生特性評価

Characterization of proton beams accelerated by high-intensity laser pulses

余語 覚文; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 織茂 聡; Ma, J.-L.; 森 道昭; 西内 満美子; Pirozhkov, A. S.; Esirkepov, T. Z.; Bulanov, S. V.; 大道 博行; 大石 祐嗣*; 名雪 琢弥*; 藤井 隆*; 根本 孝七*; 中村 衆*; 野田 章*; 長友 英夫*

Yogo, Akifumi; Ogura, Koichi; Sagisaka, Akito; Orimo, Satoshi; Ma, J.-L.; Mori, Michiaki; Nishiuchi, Mamiko; Pirozhkov, A. S.; Esirkepov, T. Z.; Bulanov, S. V.; Daido, Hiroyuki; Oishi, Yuji*; Nayuki, Takuya*; Fujii, Takashi*; Nemoto, Koshichi*; Nakamura, Shu*; Noda, Akira*; Nagatomo, Hideo*

集光強度W/cmのレーザーを厚さ7.5mポリイミド薄膜に照射し、最大エネルギー3.8MeVのプロトンを得た。2次元Particle-in-Cell(2D PIC)コードにより、電子密度が臨界密度(cm)近くまで低下したターゲットを仮定したシミュレーションを行った結果、ターゲットに入射したレーザーは自己収束を起こしながらイオン密度フィラメントを形成し、ターゲットの裏面側に十分に持続した加速電場を発生させることが明らかになった。

Protons having energies up to 3.8 MeV are experimentally generated by the -polarized, 45 fs, W/cm laser pulse interacting with a near-critical plasma cloud produced by the irradiation of the amplified spontaneous emission (ASE) pedestal at an intensity of W/cm onto a 7.5-m-thick polyimide foil target. A two-dimensional (2D) particle-in-cell (PIC) simulation reveals that the protons are accelerated efficiently when the ion filament is formed inside the plasma channel and the quasistatic magnetic field is generated on the rear side.