Projection imaging with directional electron and proton beams emitted from an ultrashort intense laser-driven thin foil target

超高強度レーザーと薄膜ターゲット相互作用からの電子・陽子ビームによるイメージング

西内 満美子; Choi, I. W.*; 大道 博行; 中村 龍史*; Pirozhkov, A. S.; 余語 覚文*; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 織茂 聡; 大東 出*; Bulanov, S. V.; Sun, J. H.*; Lee, S. K.*; Yu, T. J.*; Jeong, T. M.*; Kim, I. J.*; Kim, C. M.*; Kang, S. W.*; Pae, K. H.*; 大石 祐嗣*; Lee, J.*

Nishiuchi, Mamiko; Choi, I. W.*; Daido, Hiroyuki; Nakamura, Tatsufumi*; Pirozhkov, A. S.; Yogo, Akifumi*; Ogura, Koichi; Sagisaka, Akito; Orimo, Satoshi; Daito, Izuru*; Bulanov, S. V.; Sun, J. H.*; Lee, S. K.*; Yu, T. J.*; Jeong, T. M.*; Kim, I. J.*; Kim, C. M.*; Kang, S. W.*; Pae, K. H.*; Oishi, Yuji*; Lee, J.*

超高強度レーザーと薄膜との相互作用によって発生する電子ビームと陽子ビームによる同時イメージングを行った。20ミクロンメートルの電子源及び10ミクロンメートルの陽子源からの電子、及び陽子線で、メッシュのクリアなイメージ取得に成功した。これらの情報から、それぞれのビームの源のサイズ、位置、ビームのエミッタンス等を求めた。また、物理現象を比較するため、2DPICコードとの比較も行った。

Projection images of a metal mesh produced by directional MeV electron beam together with directional proton beam, emitted simultaneously from a thin foil target irradiated by an ultrashort intense laser. The mesh patterns are projected to each detector by the electron beam and the proton beam originated from tiny virtual sources of 20 micron meter and 10 micron meter diameters, respectively. Based on the observed quality and magnification of the projection images, we estimate sizes and locations of the virtual sources for both beams and characterize their directionalities. To carry out physical interpretation of the directional electron beam qualitatively, we perform 2D particle-in-cell simulation which reproduces a directional escaping electron component, together with a non-directional dragged-back electron component, the latter mainly contributes to building a sheath electric field for proton acceleration.