3TWレーザーと気体の相互作用によるSub-MeV級準単色電子ビーム発生

Generation of sub-MeV class quasi-monoenergetic electron bunch driven by 3-TW laser and gas interactions

森 道昭; 小瀧 秀行; 林 由紀雄; 神門 正城; Bulanov, S. V.; 小倉 浩一; Pirozhkov, A. S.; 近藤 公伯; 西村 博明*; 杉山 僚

Mori, Michiaki; Kotaki, Hideyuki; Hayashi, Yukio; Kando, Masaki; Bulanov, S. V.; Ogura, Koichi; Pirozhkov, A. S.; Kondo, Kiminori; Nishimura, Hiroaki*; Sugiyama, Akira

Density-ramp injectionは、Sub-MeV級の高品質な電子ビーム発生の手法として研究が進んでおり、現在までに米LBLにおいてピーク出力10TWのレーザー光を励起源として短焦点光学系(f/3)を用いて400keVのエネルギーで約20mradの発散角すなわちTransverse momentumに換算して約20keV/cの電子ビームが得られている。一方、長焦点光学系は横方向のレーザーの動重力(ポンデロモーティブ力)を効率的に抑制することができるため、発散角の低い電子ビームの発生が期待できる。本研究では、ピーク出力3TWのレーザー(JLITE-X)を用い、長焦点光学系(f/22)によって生成される電子ビームの性能評価を行った。その結果、220keVのエネルギーでTransverse momentumで約9keV/cに相当する発散角(18mrad)の電子ビームが生成されていることを観測した。この結果は、横方向への発散力(横方向エネルギー成分)が従来に比べ効果的に抑制されていることを示している。

Density-ramp injection is one of methods to generate high quality sub-MeV class electron bunch. From LBL group, the transverse energy spread of p/p=0.026 was obtained at 400 keV class quasi-monoenergetic electron bunches driven by 10-TW laser and short-focus optical configuration. In particular, since long-focus configuration provides lower electric field gradient in the transverse direction, and it can be generate low transverse energy spreaded electron bunch. In this work, we studied on sub-MeV class electron bunch generation driven by 3-TW laser and long-focus configuration. We obtained transverse momentum spread of p/p=0.016 at 200 keV at 200 keV class quasi-monoenergetic electron bunches. This experimental result reveals momentum spread in the transverse direction is suppressed by the long-focus configurations.