レーザー・プラズマが作る電子密度変調からの電磁波の反射と周波数上昇; アト秒コヒーレントX線源の実現に向けて

Reflection and frequency upshifting from electron density modulations produced by laser-plasma interaction; Towards the realization of attosecond, coherent X-ray source

神門 正城; 福田 祐仁; Pirozhkov, A. S.; Ma, J.*; Chen, L.*; Esirkepov, T. Z.; 小倉 浩一; 本間 隆之; 林 由紀雄; Bulanov, S. V.; 小瀧 秀行; 匂坂 明人; 森 道昭; Koga, J. K.; 桐山 博光; 岡田 大; Faenov, A. Y.; Pikuz, T. A.*; 川瀬 啓悟; 亀島 敬; 河内 哲哉; Ragozin, E. N.*; 大道 博行; 木村 豊秋*; 加藤 義章* ; 田島 俊樹

Kando, Masaki; Fukuda, Yuji; Pirozhkov, A. S.; Ma, J.*; Chen, L.*; Esirkepov, T. Z.; Ogura, Koichi; Homma, Takayuki; Hayashi, Yukio; Bulanov, S. V.; Kotaki, Hideyuki; Sagisaka, Akito; Mori, Michiaki; Koga, J. K.; Kiriyama, Hiromitsu; Okada, Hajime; Faenov, A. Y.; Pikuz, T. A.*; Kawase, Keigo; Kameshima, Takashi; Kawachi, Tetsuya; Ragozin, E. N.*; Daido, Hiroyuki; Kimura, Toyoaki*; Kato, Yoshiaki*; Tajima, Toshiki

われわれは、アト秒,高強度,コヒーレントX線を作り出す新しい手法を紹介する。この方法では、高強度・超短パルスレーザーによって不足密度プラズマ中に励起されるプラズマ電子変調を利用する。この電子変調は、航跡波とも呼ばれ、これが壊れようとするときに入射されるレーザーを部分的に反射する飛翔鏡として作用する。この飛翔鏡によって反射された光は、ドップラー効果により周波数は上昇し、時間幅は圧縮され、入射レーザー光の持つコヒーレンス性を受け継ぐ。われわれは、この飛翔鏡の原理の検証実験について示し、将来のX線源としての可能性を議論する。

We present a nobel method which can make it possible to generate attosecond, intense, coherent X-ray pulses. This method utilizes plasma electron modulation which is driven in an underdense plasma by an intense ultra-short laser pulse. The breaking wake wave works as a partially reflecting mirror (flying mirror) for incoming laser pulse. The reflected pulse is up-shifted in frequency and compressed in time by Doppler effect and inherits the coherence from the initial laser pulse. We show the proof-of-principle of the flying mirror concept and discuss the possibility of the future X-ray source.