Proton generation driven by a high intensity laser using a thin-foil target

薄膜ターゲットを用いた高強度レーザー駆動による陽子発生

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

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

高強度レーザーと薄膜との相互作用により、高エネルギー粒子が発生する。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。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。ASEの時間幅を減少させることで、陽子の最大エネルギーが増加した。厚さ2.5mのステンレスターゲットを用いた場合、陽子の最大エネルギーとして7MeVが得られた。

High-intensity laser and mater interactions produce high-energy particles. 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). We observed the protons at the rear side of the target with a TOF (Time of Flight) proton spectrometer. The maximum proton energy of proton increases by reducing the ASE duration. The maximum proton energy of 7 MeV is obtained with a 2.5 m thick stainless-steel target.