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Observation of preformed plasma generated from a thin-foil target for laser-driven proton acceleration

レーザー駆動陽子加速に向けた薄膜ターゲットからのプリプラズマ計測

匂坂 明人; Pirozhkov, A. S.; 西内 満美子; 小倉 浩一; 榊 泰直; 余語 覚文; 森 道昭; 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; 大道 博行; Esirkepov, T. Z.; Bulanov, S. V.; Bolton, P.; 近藤 公伯

Sagisaka, Akito; Pirozhkov, A. S.; Nishiuchi, Mamiko; Ogura, Koichi; Sakaki, Hironao; Yogo, Akifumi; Mori, Michiaki; Kiriyama, Hiromitsu; Okada, Hajime; Kanazawa, Shuhei; Kondo, Shuji; Shimomura, Takuya; Nakai, Yoshiki*; Tanoue, Manabu; Daido, Hiroyuki; Esirkepov, T. Z.; Bulanov, S. V.; Bolton, P.; Kondo, Kiminori

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、薄膜ターゲットから発生した陽子の計測を行った。ターゲット表面から発生したプリプラズマの大きさは、自然増幅光のメインパルス以前部分のパルス幅を短くすることで減少した。ターゲット裏面の垂直方向に発生する陽子の最大エネルギーは、プリプラズマの大きさを制御することにより増加した。

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 measured the proton yield from thin-foil targets irradiated with a high-intensity Ti:sapphire laser (J-KAREN) at JAEA. The longitudinal extent of the preformed plasma protruding from the front surface of the target is reduced by decreasing the duration of the amplified spontaneous emission (ASE) before the main pulse. The maximum proton energy in the target normal direction increases when the size of the preformed plasma is controlled.

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