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 25m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310Wcmであった。Amplified spontaneous emissionの強度(コントラスト)はメインパルスの410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(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 25m thick Polyimide tape targets. The laser pulse energy is 1.7 J, duration is 34 fs, and intensity is 310Wcm. The amplified spontaneous emission (ASE) has the intensity contrast ratio of 410. The conversion efficiency from laser energy into proton kinetic energies of 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 (10).