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Proton and ion acceleration by an ultra-shortpulse sub peta-watt laser in deformed double-layer thin foils

変形させた2重層薄膜を用いたサブペタワット短パルスレーザによる陽子・イオン加速

上島 豊; 千徳 靖彦*; 岸本 泰明

Ueshima, Yutaka; Sentoku, Yasuhiko*; Kishimoto, Yasuaki

超高強度極短パルスレーザーの実現により、その極めて高い電磁場と固体密度物質との非線形相互作用過程から、高線量のイオンを発生することができる可能性がある。レーザー遮断密度以上のプラズマ(薄膜)における陽子やイオン加速について2D3V-PIC(Particle in Cell)シミュレーションで調べた結果、イオンの加速状態や効率し、レーザー強度だけでなく、レーザーのバルス形状や薄膜の形状や構成物質の違いにより大きく変化することがわかった。水素単層のターゲットに400TW級レーザーを照射した場合、イオンは、加速されるものの四方に飛び散り、加速イオンの数も少ないものであった。しかし、アルミニュウムの薄膜の裏面に水素をコーティングした凸型の二重層薄膜を照射すれば、水素はほぼ全量前方に加速され100MeV程度のエネルギーに達することを見いだした。

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