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高コントラスト,高品質ビーム,PW級J-KARENレーザー

High contrast, high beam quality, PW-class J-KAREN laser

桐山 博光; 森 道昭; 中井 善基; 下村 拓也; 笹尾 一; 田中 桃子; 越智 義浩; 田上 学*; 岡田 大; 近藤 修司; 金沢 修平; 匂坂 明人; 大東 出; 若井 大介*; 笹尾 文崇*; 鈴木 将之; 小瀧 秀行; 近藤 公伯; 杉山 僚; Bulanov, S. V.; Bolton, P.; 大道 博行; 横山 淳; 河西 俊一; 木村 豊秋*; 田島 俊樹

Kiriyama, Hiromitsu; Mori, Michiaki; Nakai, Yoshiki; Shimomura, Takuya; Sasao, Hajime; Tanaka, Momoko; Ochi, Yoshihiro; Tanoue, Manabu*; Okada, Hajime; Kondo, Shuji; Kanazawa, Shuhei; Sagisaka, Akito; Daito, Izuru; Wakai, Daisuke*; Sasao, Fumitaka*; Suzuki, Masayuki; Kotaki, Hideyuki; Kondo, Kiminori; Sugiyama, Akira; Bulanov, S. V.; Bolton, P.; Daido, Hiroyuki; Yokoyama, Atsushi; Kawanishi, Shunichi; Kimura, Toyoaki*; Tajima, Toshiki

高強度レーザー技術の進展により、10$$^{20}$$W/cm$$^{2}$$を超える高い集光強度が実現できるようになった。しかしながら、出力パルスの時間構造において、主パルスに先立って6桁から8桁程度強度の低いプリパルスが存在する。このため、プリパルスによりターゲットが破壊されたり、プリプラズマが生成され主パルスとターゲットとの相互作用を妨げる。われわれは光パラメトリックチャープパルス増幅法(OPCPA)を改良し、高強度チタンサファイアレーザーに世界に先駆けて導入することで、主パルスに付随するプリパルスを主パルスに対して11桁以上抑制することに成功した。また、ほぼ一様な強度の高いビーム品質で500TW級の高い強度のレーザーパルスがポテンシャルとして生成可能であることを確認した。

We have developed a femtosecond high intensity laser system, which combines both Ti:sapphire chirped-pulse amplification (CPA) and optical parametric chirped-pulse amplification (OPCPA) techniques, that produces more than 30 J broadband output energy, indicating the potential for achieving peak powers in excess of 500 TW. With a cleaned high-energy seeded OPCPA preamplifier as a front-end in the system, for the final compressed pulse we found that the temporal contrast in this system exceeds 10$$^{10}$$ on the sub-nanosecond timescale before the main femtosecond pulse. Using diffractive optical elements for beam homogenization of 100-J level high-energy Nd:glass green pump laser in a Ti:sapphire final amplifier, we have successfully generated broadband high-energy output with near-perfect top-hat intensity distributions.

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