Laser-driven proton generation from a thin-foil target

薄膜ターゲットからのレーザー駆動陽子発生

匂坂 明人; 森 道昭; Pirozhkov, A. S.; 余語 覚文; 西内 満美子; 小倉 浩一; 織茂 聡; 反保 元伸; 榊 泰直; 堀 利彦; 杉山 博則*; 桐山 博光; 岡田 大; 金沢 修平; 近藤 修司; 下村 拓也; 中井 善基*; 田上 学*; 笹尾 一; 若井 大介*; 笹尾 文崇*; 杉山 僚; 大道 博行; 近藤 公伯; Bulanov, S. V.; Esirkepov, T. Z.; 長友 英夫*; 大石 祐嗣*; 根本 孝七*; Choi, I. W.*; Lee, J.*

Sagisaka, Akito; Mori, Michiaki; Pirozhkov, A. S.; Yogo, Akifumi; Nishiuchi, Mamiko; Ogura, Koichi; Orimo, Satoshi; Tampo, Motonobu; Sakaki, Hironao; Hori, Toshihiko; Suguyama, Hironori*; Kiriyama, Hiromitsu; Okada, Hajime; Kanazawa, Shuhei; Kondo, Shuji; Shimomura, Takuya; Nakai, Yoshiki*; Tanoue, Manabu*; Sasao, Hajime; Wakai, Daisuke*; Sasao, Fumitaka*; Sugiyama, Akira; Daido, Hiroyuki; Kondo, Kiminori; Bulanov, S. V.; Esirkepov, T. Z.; Nagatomo, Hideo*; Oishi, Yuji*; Nemoto, Koshichi*; Choi, I. W.*; Lee, J.*

高強度レーザーと薄膜との相互作用により、高エネルギーの粒子,硬X線,高次高調波,テラヘルツ(THz)波などが発生する。特に高エネルギー陽子については、医療用としての小型加速器への利用が期待されている。今回、レーザー駆動イオン源の開発を目的とし、薄膜ターゲットからの陽子発生実験を行った。日本原子力研究開発機構設置のチタンサファイアレーザー(J-KAREN)を用い、軸外し放物面鏡により薄膜ターゲットに照射した。レーザーのパルス幅は、半値全幅で40fsであった。集光強度は510W/cmであり、ターゲット裏面方向に発生する陽子をTOF(Time of Flight)分析器により測定した。厚さ2.5mのステンレスターゲットを用いた場合、プロトンの最大エネルギーは7MeVに達した。

High-intensity laser and mater interactions produce high-energy particles, hard X-ray, high-order harmonics, and terahertz (THz) radiation. A proton beam driven by a high-intensity laser has received attention as a compact ion source for medical applications. We have performed the experiment of proton generation from a thin-foil target for developing the laser-driven ion source. We use a Ti:sapphire laser system (J-KAREN) at JAEA. A laser beam focused by an off-axis parabolic mirror on the thin-foil target. The pulse duration of laser is 40 fs (FWHM). The estimated peak intensity is 510W/cm. We observed the protons at the rear side of the target with a TOF(Time of Flight) proton spectrometer. The maximum energy of proton is 7 MeV with a 2.5 m thick stainless-steel target.