ポリイミドターゲットからの高強度フェムト秒レーザー駆動高フラックスMeV級陽子線

Efficient production of MeV proton beam from a Polyimide target driven by an intense femto-second laser

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.; 長友 英夫*; 長井 圭治*; 大石 祐嗣*; 根本 孝七*; Choi, I. W.*; Kim, C. M.*; Jeong, T. M.*; Hafz, N.*; Yu, T. J.*; Sung, J. H.*; Noh, Y.-C.*; Ko, D.-K.*; Lee, J.*; 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.; Nagatomo, Hideo*; Nagai, Keiji*; Oishi, Yuji*; Nemoto, Koshichi*; Choi, I. W.*; Kim, C. M.*; Jeong, T. M.*; Hafz, N.*; Yu, T. J.*; Sung, J. H.*; Noh, Y.-C.*; Ko, D.-K.*; Lee, J.*; Azuma, Hirozumi*

50TW級高強度短パルスTi:Sapレーザーと厚さ7.5m, 12.5m, 25mの透明なポリイミド[(C16H6O4N2)n]ターゲットとの相互作用により、最高エネルギー4MeVの高フラックスな陽子線の発生を行った。エネルギー1.7J,パルス幅35fsのTi:Sapレーザー光をターゲット上に310Wcmの強度で集光した。レーザーのメインパルス近傍でのメインパルスとバックグラウンドのコントラスト比は410であった。レーザーから得られた陽子線へのエネルギー変換効率は3%に達した。この変換効率の値は、同レベルのレーザー(数J級)を用い、ナノメートルの厚さの超薄膜ターゲットを用いて行った他の研究結果を超える値である。本報告では、超短パルスレーザのコントラスト比,ターゲットの厚さ,レーザーフォーカス条件に対するレーザーから陽子線への変換効率と最大エネルギーの依存性を示し、それぞれの最大化に向けた研究の方向を議論する。

The efficient proton beam whose maximum energy of up to 4 MeV was produced by the 50TW short pulse intensity Ti:Sap laser irradiated on the polyimide target [(C16H6O4N2)n] with the thicknesses of 7.5m, 12.5m, 25m, which is transparent to the 800nm laser. The laser parameters are energy of 1.7J, pulse width of 35fs and the intensity of 310Wcm. The contrast of the ASE component is 410. The conversion efficiency from laser energy into the proton kinetic energy is up to 3%. This conversion efficiency is comparable or even higher than the results obtained with the same level laser ( J energy) interacts with the nano-meter level ultra thin target. In this paper we discuss on the comparison between our results and other experimental results obtained in other facilities.