Current status and future prospects of "J-KAREN"; High contrast, high intensity laser for studying relativistic laser-matter interactions

相対論領域のレーザーと物質との相互作用研究のための高コントラスト,高強度レーザー"J-KAREN"レーザーの現状と今後の展開

桐山 博光; 森 道昭; 岡田 大; 下村 拓也; 中井 善基*; 田上 学; 近藤 修司; 金沢 修平; 余語 覚文; 匂坂 明人; 小倉 浩一; 林 由紀雄; 榊 泰直; Pirozhkov, A. S.; 小瀧 秀行; 福田 祐仁; 西内 満美子; 神門 正城; Bulanov, S. V.; 山極 満; 近藤 公伯; 杉山 僚; Bolton, P.

Kiriyama, Hiromitsu; Mori, Michiaki; Okada, Hajime; Shimomura, Takuya; Nakai, Yoshiki*; Tanoue, Manabu; Kondo, Shuji; Kanazawa, Shuhei; Yogo, Akifumi; Sagisaka, Akito; Ogura, Koichi; Hayashi, Yukio; Sakaki, Hironao; Pirozhkov, A. S.; Kotaki, Hideyuki; Fukuda, Yuji; Nishiuchi, Mamiko; Kando, Masaki; Bulanov, S. V.; Yamagiwa, Mitsuru; Kondo, Kiminori; Sugiyama, Akira; Bolton, P.

原子力機構関西光科学研究所で開発を進めている高コントラスト、ペタワット級チタンサファイアチャープパルス増幅(CPA)レーザーシステムの設計及び動作特性について報告を行う。2つの可飽和吸収体と低利得光パラメトリックチャープパルス増幅手法(OPCPA)を用いた前置増幅器を用いることで、サブナノ秒の時間領域において1.410の高いコントラストを達成した。最終段増幅器出力は28Jであり、パルス圧縮を行うことで、600TWの高いピーク出力がポテンシャルとして可能である。また、0.1Hzの繰り返しでペタワット以上の出力が可能なシステムへのアップグレードについても簡素に報告する。

We present the design and characterization of a high-contrast, petawatt-class Ti:sapphire chirped-pulse amplification (CPA) laser system. Two saturable absorbers and low-gain optical parametric chirped-pulse amplification (OPCPA) preamplifier in the double CPA laser chain have improved the temporal contrast to 1.410 on the subnanosecond time scale at 70 terawatt level. Final uncompressed broadband pulse energy is 28 J, indicating the potential for reaching peak power near 600 terawatt. We also discuss our upgrade to over petawatt level at a 0.1 Hz repetition rate briefly.