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レーザー航跡場による準単色電子バンチのポインティング安定性

Pointing stability of quasi-monoenergetic electron bunch accelerated by laser wakefield

森 道昭; 水田 好雄*; 近藤 公伯; 西内 満美子; 加道 雅孝; 神門 正城; Pirozhkov, A. S.; 小瀧 秀行; 小倉 浩一; 杉山 博則*; Esirkepov, T. Z.; Bulanov, S. V.; 大道 博行; 田中 和夫*; 西村 博明*

Mori, Michiaki; Mizuta, Yoshio*; Kondo, Kiminori; Nishiuchi, Mamiko; Kado, Masataka; Kando, Masaki; Pirozhkov, A. S.; Kotaki, Hideyuki; Ogura, Koichi; Sugiyama, Hironori*; Esirkepov, T. Z.; Bulanov, S. V.; Daido, Hiroyuki; Tanaka, Kazuo*; Nishimura, Hiroaki*

原子力機構では、大阪大学と共同でレーザー駆動準単色電子ビームの応用に向け、レーザー及びターゲット条件の最適化を進めている。本講演ではこれに関連し、JLITE-Xレーザーで発生したパルス幅40fs・ピーク出力4.1TWのレーザー光を、f/20(f=625mm)の軸外し放物面鏡でアルゴン及びヘリウムgasjet上に集光することで生じる電子ビームを評価しビームサイズがレーザーパワー・プラズマ密度及びガス種に依存することを初めて明らかにした。また最小のビームサイズが得られているガス種・ガス圧・レーザーピーク出力・ガス圧(アルゴン,0.4MPa,4.1TW)の条件において、再現性80%で9.1$$pm$$1.0MeVのこれまでのわれわれの研究成果と比較して安定性の高い準単色電子ビームが得られていることも明らかにした。

The stability and collimatability of quasi-monoenergetic electron beam production in the self-injected laser-plasma acceleration regime are studied. The collimation of electron beam drived by terawatt femtosecond laser (4.5 TW, 40 fs) is measured at two species of gas material (Helium gasjet and Argon gasjet). We measured 3.2 mrad pointing stability and beam divergence of 11 mrad (r.m.s.) at Argon gasjet for 50 continuous shots. At such condition, the peak electron energy is 9.1$$pm$$1.6 MeV. For Helium, the pointing stability is three times larger than that of Argon. It is considered that the laser channel formation is important role for stable electron beam generation.

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