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High-order harmonic generation in gas jet targets by relativistic irradiance lasers

相対論的強度のレーザーを用いたガスジェットによる高次高調波発生

Pirozhkov, A. S.; 神門 正城; Esirkepov, T. Z.; Gallegos, P.*; Ahmed, H.*; Ragozin, E. N.*; Faenov, A. Ya.*; Pikuz, T.; 林 由紀雄; 小瀧 秀行; Koga, J. K.; 下村 拓也; 桐山 博光; Neely, D.*; McKenna, P.*; Borghesi, M.*; 大道 博行; 近藤 公伯; 加藤 義章*; Bulanov, S. V.

Pirozhkov, A. S.; Kando, Masaki; Esirkepov, T. Z.; Gallegos, P.*; Ahmed, H.*; Ragozin, E. N.*; Faenov, A. Ya.*; Pikuz, T.; Hayashi, Yukio; Kotaki, Hideyuki; Koga, J. K.; Shimomura, Takuya; Kiriyama, Hiromitsu; Neely, D.*; McKenna, P.*; Borghesi, M.*; Daido, Hiroyuki; Kondo, Kiminori; Kato, Yoshiaki*; Bulanov, S. V.

最近、われわれは相対論的光強度($$>10^{18}$$W/cm$$^2$$)のレーザー光とガスジェットターゲットの相互作用による新しい高次高調波発生機構があることを発見した。励起レーザー光の進行方向へ向かって、奇数次だけではなく偶数次も含む高調波のコムが、直線偏光だけではなく、円偏光を使った場合にも発生することがわかった。9 TWのJ-KARENレーザーを用いた実験では、最大360eVの高調波が観測され、それは「水の窓」領域に到達している。また、Astra Geminiレーザーを用いた120TWのレーザー光による実験で、$$120pm0.5$$nmのスペクトル領域で発生光子数が$$3times10^{12}$$photons/srまで増やせることを確かめた。本講演では、放出される高次高調波の角度依存性やJ-KARENレーザーを使って得られた新たな結果、並びに発生メカニズムに関する詳細について述べる。

We have recently discovered a new high-order harmonic generation mechanism based on relativistic-irradiance ($$>10^{18}$$ W/cm$$^2$$) femtosecond lasers interacting with gas jet targets. The comb-like spectra consisting of even and odd orders are generated in the forward direction by either linearly or circularly polarized pulses. In experiments with the 9 TW J-KAREN laser, the spectra extended up to the photon energy of 360 eV, within the "water window" spectral range. We demonstrated the photon number scalability with laser power, reaching $$3times10^{12}$$ photons/sr within the 120$$pm$$0.5 nm spectral region at 120 TW with Astra Gemini laser. In this paper we describe the results concerning angular distribution, new data obtained with J-KAREN laser, and the generation mechanism in more details.

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