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Efficient production of a collimated MeV proton beam from a Polyimide target driven by an intense femtosecond laser pulse

超高強度レーザー照射によるポリイミドターゲットからの効率的なMeV級陽子ビーム発生

西内 満美子; 大道 博行; 余語 覚文; 織茂 聡; 小倉 浩一; Ma, J.-L.; 匂坂 明人; 森 道昭; Pirozhkov, A. S.; 桐山 博光; Bulanov, S. V.; Esirkepov, T. Z.; Choi, I. W.*; Kim, C. M.*; Jeong, T. M.*; Yu, T. J.*; Sung, J. H.*; Lee, S. K.*; Hafz, N.*; Pae, K. H.*; Noh, Y.-C.*; Ko, D.-K.*; Lee, J.*; 大石 裕二*; 根本 孝七*; 長友 英夫*; 長井 圭治*; 東 博純*

Nishiuchi, Mamiko; Daido, Hiroyuki; Yogo, Akifumi; Orimo, Satoshi; Ogura, Koichi; Ma, J.-L.; Sagisaka, Akito; Mori, Michiaki; Pirozhkov, A. S.; Kiriyama, Hiromitsu; Bulanov, S. V.; Esirkepov, T. Z.; Choi, I. W.*; Kim, C. M.*; Jeong, T. M.*; Yu, T. J.*; Sung, J. H.*; Lee, S. K.*; Hafz, N.*; Pae, K. H.*; Noh, Y.-C.*; Ko, D.-K.*; Lee, J.*; Oishi, Yuji*; Nemoto, Koshichi*; Nagatomo, Hideo*; Nagai, Keiji*; Azuma, Hirozumi*

超高強度フェムト秒レーザーを7.5, 12.5, and 25$$mu$$m厚のポリイミドターゲットに照射することにより、最高エネルギー4MeVの高フラックスプロトンビームを発生した。レーザーのエネルギーは1.7Jパルス幅34fs強度は3$$times$$10$$^{19}$$Wcm$$^{-2}$$であった。Amplified spontaneous emissionの強度(コントラスト)はメインパルスの4$$times$$10$$^{-8}$$であった。レーザーからプロトンへのエネルギーの変換効率は、3%に達し、ナノメートル厚の超薄型ターゲットとコントラストが極低いレーザー($$sim$$10$$^{-10}$$)を使って得られた既存の結果とほぼ同じか、それよりも良い結果を得た。

High-flux energetic protons whose maximum energies are up to 4 MeV are generated by an intense femtosecond Titanium Sapphire laser pulse interacting with a 7.5, 12.5, and 25$$mu$$m thick Polyimide tape targets. The laser pulse energy is 1.7 J, duration is 34 fs, and intensity is 3$$times$$10$$^{19}$$Wcm$$^{-2}$$. The amplified spontaneous emission (ASE) has the intensity contrast ratio of 4$$times$$10$$^{-8}$$. The conversion efficiency from laser energy into proton kinetic energies of $$sim$$3% is achieved, which is comparable or even higher than those achieved in the previous works with nanometer-thick targets and the ultrahigh contrast laser pulses ($$sim$$10$$^{-10}$$).

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パーセンタイル:14.73

分野:Physics, Fluids & Plasmas

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