Laser-driven proton generation from a thin-foil target with a high-intensity laser

高強度レーザーによる薄膜ターゲットからのレーザー駆動陽子線発生

匂坂 明人; 西内 満美子; Pirozhkov, A. S.; 小倉 浩一; 榊 泰直; 前田 祥太; Pikuz, T.; Faenov, A. Ya.*; 福田 祐仁; 余語 覚文; 金崎 真聡; 松川 兼也*; 森 道昭; 神門 正城; 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; 境 誠司; 渡辺 幸信*; 山内 知也*; Esirkepov, T. Z.; Bulanov, S. V.; 近藤 公伯

Sagisaka, Akito; Nishiuchi, Mamiko; Pirozhkov, A. S.; Ogura, Koichi; Sakaki, Hironao; Maeda, Shota; Pikuz, T.; Faenov, A. Ya.*; Fukuda, Yuji; Yogo, Akifumi; Kanasaki, Masato; Matsukawa, Kenya*; Mori, Michiaki; Kando, Masaki; Kiriyama, Hiromitsu; Okada, Hajime; Kanazawa, Shuhei; Kondo, Shuji; Shimomura, Takuya; Nakai, Yoshiki*; Tanoue, Manabu; Sakai, Seiji; Watanabe, Yukinobu*; Yamauchi, Tomoya*; Esirkepov, T. Z.; Bulanov, S. V.; Kondo, Kiminori

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,テラヘルツ波などが発生する。特にレーザー駆動陽子線については、医療用などの小型イオン源への利用が期待されている。今回、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、高強度レーザーと薄膜ターゲットとの相互作用実験を行った。レーザーのパルス幅は、半値全幅で40fsであった。プリプラズマの生成は、干渉計を用いて調べた。レーザーの高コントラスト化により、プリプラズマを減らすことができた。陽子の最大エネルギーは、レーザーの高度化に伴い増加した。レーザー強度110W/cmにおいて、陽子の最大エネルギーとして40MeVが得られた。

High-intensity laser and thin-foil interactions produce high-energy particles, hard X-ray, high-order harmonics, and terahertz radiation. A proton beam driven by a high-intensity laser has received attention as a compact ion source for medical and other applications. We have performed several high intensity laser-matter interaction experiments using a thin-foil target irradiated by Ti:sapphire laser (J-KAREN) at JAEA. The pulse duration was typically 40 fs (FWHM). The electron density profiles of the preformed plasma were observed with the interferometer. The high temporal contrast laser system could reduce the preformed plasma. The maximum proton energy gradually increased as the laser performance improved and finally protons of 40 MeV energy were observed at the peak laser intensity of 1 10 W/cm.