レーザープラズマ加速におけるガス種最適化による高エネルギー化・電子ビーム制御性向上

Stable generation of high energy quasi-monoenergetic electron bunches by selecting target gas

森 道昭; 小瀧 秀行; 川瀬 啓悟; 林 由紀雄; 神門 正城; 小倉 浩一; 近藤 公伯; Bulanov, S. V.; 西村 博明*; 横山 淳

Mori, Michiaki; Kotaki, Hideyuki; Kawase, Keigo; Hayashi, Yukio; Kando, Masaki; Ogura, Koichi; Kondo, Kiminori; Bulanov, S. V.; Nishimura, Hiroaki*; Yokoyama, Atsushi

大阪大学レーザーエネルギー学研究センターと共同でレーザー駆動準単色電子バンチの制御・安定化研究を進めている。本講演では、これに関連したビーム発散角及びポインティング安定性のガス種依存性について報告する。JLITE-Xレーザーで発生したパルス幅40fs・ピーク出力4TWのレーザー光を、f/20(f=646mm)の軸外し放物面鏡でガスターゲット上に集光することで生じる電子ビームのビームパラメーターを、ヘリウム,アルゴン,窒素ガスについて調べた。ヘリウムガスターゲットで9.8mrad(rms)、アルゴンガスターゲットで2.4mrad、窒素ガスターゲットで1.7mradの安定性が得られた。最も高いビームポインティング安定性が得られている窒素ガスターゲットでは、平均ピークエネルギーで約40MeVの電子線を観測し、これまでのわれわれの研究成果(アルゴンガスターゲット:8.5MeV)と比較し高エネルギー性を併せ持つビーム軸安定性の高い準単色電子ビームが得られることが明らかとなった。講演では、この実験結果を中心とした今後の展開を報告する予定である。

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