Ion acceleration by the 10 Wcm intensity high contrast laser pulses interacting with the thin foil target

薄膜と10 Wcmの高強度レーザーとの相互作用によるイオン加速

西内 満美子; 榊 泰直; 西尾 勝久   ; Orlandi, R.  ; 佐甲 博之   ; Pikuz, T.; Faenov, A. Ya.*; Esirkepov, T. Z.; Pirozhkov, A. S.; 松川 兼也*; 匂坂 明人; 小倉 浩一; 金崎 真聡*; 桐山 博光; 福田 祐仁; 小浦 寛之   ; 神門 正城; 山内 知也*; 渡辺 幸信*; Bulanov, S. V.; 近藤 公伯; 今井 憲一; 永宮 正治*

Nishiuchi, Mamiko; Sakaki, Hironao; Nishio, Katsuhisa; Orlandi, R.; Sako, Hiroyuki; Pikuz, T.; Faenov, A. Ya.*; Esirkepov, T. Z.; Pirozhkov, A. S.; Matsukawa, Kenya*; Sagisaka, Akito; Ogura, Koichi; Kanasaki, Masato*; Kiriyama, Hiromitsu; Fukuda, Yuji; Koura, Hiroyuki; Kando, Masaki; Yamauchi, Tomoya*; Watanabe, Yukinobu*; Bulanov, S. V.; Kondo, Kiminori; Imai, Kenichi; Nagamiya, Shoji*

レーザー駆動イオン加速型のイオン源はそのたぐいまれな特徴より、いろいろな応用面があることで着目されている。その中には核物理研究のための大型加速器施設への小型のインジェクターへの応用が考えられる。これを念頭に置き、JAEA KPSIにある比較的小型で高コントラスト短パルスレーザーJ-KARENを用いることで、イオン加速実験を行った。オンターゲット10Wcm, 200TW, 10J以下のエネルギーのパラメータを用いてAlの薄膜ターゲットを照射した。Alは12MeV/uまでのエネルギーに加速され、さらに加速されているイオンはほぼフルストリップに近い状態であることが分かった。これはレーザー駆動イオン線が重イオン加速器のコンパクトなインジェクターとして非常に有望であることを示す結果であり、世界においてもトップレベルの成果である。

Laser-driven ion beam is paid attention because of its peculiar characteristics. One of the applications is the compact injector for the conventional accelerator system for the nuclear research. For that objective, we have carried out the J-KAREN experiment with 10 Wcm of intensity, less than 10 J of energy and 35fs of laser duration with 10 contrast level. The J-KAREN laser pulses are irradiated on the Al foil target. Almost fully stripped aluminum ion acceleration up to 12 MeV/u from the interaction between the ultra-intense short pulse high contrast laser and the micrometer thick foil target is presented.