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Choi, I. W.*; Kim, C. M.*; Sung, J. H.*; Yu, T. J.*; Lee, S. K.*; Kim, I. J.*; Jin, Y.-Y.*; Jeong, T. M.*; Hafz, N.*; Pae, K. H.*; et al.
Review of Scientific Instruments, 80(5), p.053302_1 - 053302_10, 2009/05
A composite ion spectrometer has been developed to measure energy spectra and to analyze the species of ions. It consists of a time-of-flight spectrometer measuring signal corresponding to ion numbers as a function of ion flight time, and a Thomson parabola spectrometer using ion deflections by electric and magnetic fields. The two spectrometers can be operated simultaneously and each one gives its own energy spectrum. This system facilitates comparison between the independently measured data and thereby it enhances their reliability. Real-time and shot-to-shot characterizations for laser-driven protons have been possible with the time-offlight spectrometer, and in addition species of ions generated together with the protons can be analyzed with the Thomson parabola spectrometer. Both spectrometers show good agreement with each other in terms of a maximum proton energy, even for a single laser shot. If we take into account the solid angle and position of measurement, difference in spectral distribution of proton energy may be measured when proton beam regions detected by the two spectrometers are different.
西内 満美子; 大道 博行; 余語 覚文; 織茂 聡; 小倉 浩一; Ma, J.-L.; 匂坂 明人; 森 道昭; Pirozhkov, A. S.; 桐山 博光; et al.
Physics of Plasmas, 15(5), p.053104_1 - 053104_10, 2008/05
被引用回数：47 パーセンタイル：83.70(Physics, Fluids & Plasmas)超高強度フェムト秒レーザーを7.5, 12.5, and 25
m厚のポリイミドターゲットに照射することにより、最高エネルギー4MeVの高フラックスプロトンビームを発生した。レーザーのエネルギーは1.7Jパルス幅34fs強度は3
10
Wcm
であった。Amplified spontaneous emissionの強度(コントラスト)はメインパルスの410
であった。レーザーからプロトンへのエネルギーの変換効率は、3%に達し、ナノメートル厚の超薄型ターゲットとコントラストが極低いレーザー(
10
)を使って得られた既存の結果とほぼ同じか、それよりも良い結果を得た。
西内 満美子; 大道 博行; 余語 覚文; 織茂 聡; 小倉 浩一; Ma, J.-L.; 匂坂 明人; 森 道昭; Pirozhkov, A. S.; 桐山 博光; et al.
no journal, ,
50TW級高強度短パルスTi:Sapレーザーと厚さ7.5m, 12.5m, 25mの透明なポリイミド[(C
H
O
N
)n]ターゲットとの相互作用により、最高エネルギー4MeVの高フラックスな陽子線の発生を行った。エネルギー1.7J,パルス幅35fsのTi:Sapレーザー光をターゲット上に310Wcmの強度で集光した。レーザーのメインパルス近傍でのメインパルスとバックグラウンドのコントラスト比は410であった。レーザーから得られた陽子線へのエネルギー変換効率は3%に達した。この変換効率の値は、同レベルのレーザー(数J級)を用い、ナノメートルの厚さの超薄膜ターゲットを用いて行った他の研究結果を超える値である。本報告では、超短パルスレーザのコントラスト比,ターゲットの厚さ,レーザーフォーカス条件に対するレーザーから陽子線への変換効率と最大エネルギーの依存性を示し、それぞれの最大化に向けた研究の方向を議論する。
匂坂 明人; Pirozhkov, A. S.; 大道 博行; 小倉 浩一; 織茂 聡; 余語 覚文; 大東 出; 西内 満美子; 森 道昭; 菜嶋 茂喜*; et al.
no journal, ,
超短パルス高強度レーザーと物質との相互作用により、高エネルギーのイオンや電子,X線,高次高調波,テラヘルツ(THz)波などが発生する。薄膜ターゲットを用いた高エネルギー粒子と電磁波の同時発生により、粒子単独で発生させた場合とは異なる利用研究が期待される。本研究では、プロトンとTHz波の同時発生を目的として実験を行った。韓国の光州科学技術院(GIST)設置のチタンサファイアレーザーを用いて、ポリイミドの薄膜ターゲット(厚さ7.5m)に照射した。レーザーの集光強度は、ビームウエストで1.510
W/cm
であった。ビームウエスト位置に対してターゲット位置を変え、プロトンとTHz波の発生量を調べた。その結果、ターゲット位置に依存して、プロトンとTHz波の発生量が大きく変化することがわかった。講演では、得られた実験結果とその解析結果について報告する予定である。
MeV proton beam西内 満美子; 大東 出; 池上 将弘; 森 道昭; 織茂 聡; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 余語 覚文; Pirozhkov, A. S.; Ma, J.*; et al.
no journal, ,
既存加速器からの陽子線と比べ、高強度短Ti:Sapレーザー駆動陽子線は以下にあげるような特徴を持つ。10
個もの陽子線が、ピコ秒のパルス幅を持ち発生されるため、結果として高ピーク電流となる。また、横エミッタンスが低いが、10度ほどの広がり角を持って伝搬する。エネルギー広がりは100%である。そのほかの特徴としては、レーザー駆動プラズマからは、陽子線に伴い、電子線,X線などが、同期して得られる。このような特徴を持つレーザー駆動陽子線に対して、いろいろな分野での応用の可能性が示唆されている。われわれは、レーザー駆動陽子線を実際に応用するための実験を行ってきている。例えば、サンプルの陽子線とX線、及び陽子線と電子線の同時イメージングを得ることに成功している。また、ある分野への応用を考えた場合、レーザー駆動陽子線の特徴は、そのままではなく最適化されることが必要である。たとえば、医療や工業分野での陽子線照射装置を考えた場合、レーザー駆動陽子線の広がり角は補正されることが望ましい。このための方法は、既に幾つか提示されている。われわれの考えている一つの方法は、永久磁石を使った四重極磁場によるレーザー駆動陽子線の集光及び平行化である。
