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W/cm
Skobelev, I. Yu.*; Ryazantsev, S. N.*; Kulikov, R. K.*; Sedov, M. V.*; Filippov, E. D.*; Pikuz, S. A.*; 浅井 孝文*; 金崎 真聡*; 山内 知也*; 神野 智史; et al.
Photonics (Internet), 10(11), p.1250_1 - 1250_11, 2023/11
被引用回数：4 パーセンタイル：40.35(Optics)物質が高強度レーザーパルスと相互作用して生成されるプラズマの電荷状態の発展において、光電場と衝突電離の影響を明確に区別することは困難である。この研究では、プラズマキネティクスの時間依存計算を用いて、クラスターが十分に小さい低密度のガス状ターゲットを用いた場合にのみ可能であることを示した。Arプラズマの場合、クラスター半径の上限は
mと見積もられた。
西内 満美子*; 榊 泰直*; Esirkepov, T. Zh.*; 西尾 勝久; Pikuz, T. A.*; Faenov, A. Ya.*; Skobelev, I. Yu.*; Orlandi, R.; Pirozhkov, A. S.*; 匂坂 明人*; et al.
Plasma Physics Reports, 42(4), p.327 - 337, 2016/04
被引用回数：14 パーセンタイル：55.06(Physics, Fluids & Plasmas)ペタワットレーザーと原子核物理学の技術を組み合わせることで、エキゾチック原子核の性質の測定を決定的に可能にする。数値シミュレーションとレーザー駆動実験により、我々は論文、西内等、Phys. Plasmas 22, 033107 (2015)で提案された「レーザー駆動エキゾチック核抽出-加速法」の展望について紹介する。この方法の特徴は、(1)フェムト秒ペタワットレーザーを、外部イオンビームによって破砕された原子核標的に照射し、(2)そして生成された短寿命の重エキゾチック原子核を数GeVの多価電荷としてまとめて一気に加速する、という画期的な方法である。
西内 満美子; 榊 泰直; Esirkepov, T. Z.; 西尾 勝久; Pikuz, T.*; Faenov, A.*; Skobelev, I. Yu.*; Orlandi, R.; 佐甲 博之; Pirozhkov, A. S.; et al.
Physics of Plasmas, 22(3), p.033107_1 - 033107_8, 2015/03
被引用回数：78 パーセンタイル：95.67(Physics, Fluids & Plasmas)200TWの超高強度レーザーパルスをミクロンメートルのアルミの薄膜に鉄の不純物を混ぜたターゲットに照射することで、ほぼフルストリップに近い鉄のイオンが0.9GeVで加速された。低エミッタンスで、重いイオンのビームが高いQ/Mで得られることは、いろいろな分野への応用が考えられ、例えば、既存加速器技術との融合によってコンパクトなRIイオン源の開発が考えられる。
神野 智史; 福田 祐仁; 榊 泰直; 余語 覚文; 金崎 真聡; 近藤 公伯; Faenov, A. Ya.; Skobelev, I. Yu.*; Pikuz, T. A.; Boldarev, A. S.*; et al.
Progress in Ultrafast Intense Laser Science XI; Springer Series in Chemical Physics, Vol.109, p.215 - 233, 2015/00
Nd:YAGレーザーの2倍波である532nmのレーザーを用いて、超音速ジェット中に形成されるクラスターからの光散乱角度分布を測定することにより、クラスターのサイズを評価した。クラスターサイズ分布はミー散乱理論による散乱係数を用いて散乱角度分布をフィットすることにより求めた。標準粒子試料を用いることにより、サイズ測定の信頼性は実験誤差10%であることがわかった。CO
/H及びCO/He混合ガスターゲットにおけるCOクラスターのサイズは、それぞれ0.26
mと0.22mであった。CO/Hターゲット中における平均クラスターサイズの変化は実験誤差以内であった。また、レーザー強度の減衰測定により、クラスターの密度は5.5
clusters/cm
であることがわかった。さらに、ターゲットを通過した光の位相変化を干渉計で測定し、アーベル変換によりターゲットのガス密度プロファイルを取得した。ターゲットの動径方向に沿ったクラスターの割合はほぼ一定であり、ボルダレフモデルを支持する結果であった。
Starikov, S. V.*; Faenov, A. Ya.; Pikuz, T. A.; Skobelev, I. Yu.*; Fortov, V. E.*; 保 智己*; 石野 雅彦; 田中 桃子; 長谷川 登; 錦野 将元; et al.
Applied Physics B, 116(4), p.1005 - 1016, 2014/02
被引用回数：26 パーセンタイル：75.42(Optics)The laser pulse modification of surface is investigated for aluminum and gold by experimental and theoretical methods. The surface modification after laser irradiation can be caused by ablation and melting. At low energy of laser pulse, the nanoscale ripples on surface may be induced by the melting without laser ablation. The nanoscale changes of the surface are due to the splash of molten metal under fluence gradient of the laser beam. The ablation process occurs at higher pulse energy when acrater is formed on the surface. It is interesting that the melting is responsible for the size of the modification spot for all range of the energies. We use atomistic simulation of melting and ablation for calculation of threshold fluences and interpretation of the experimental data.
clusters formed in a supersonic expansion of a gas mixture神野 智史; 福田 祐仁; 榊 泰直; 余語 覚文; 金崎 真聡; 近藤 公伯; Faenov, A. Ya.*; Skobelev, I. Yu.*; Pikuz, T. A.; Boldarev, A. S.*; et al.
Optics Express (Internet), 21(18), p.20656 - 20674, 2013/09
被引用回数：27 パーセンタイル：75.69(Optics)三段コニカルノズルを流れる混合ガスジェット中でのクラスター形成に関する数学モデルを提唱した。これを実験的に検証するために、ターゲットからの散乱光の角度分布を測定するミー散乱法を用いてクラスターサイズを評価した。CO(30%)/H(70%)及びCO(10%)/He(90%)混合ガス中に形成されるCOクラスターの平均サイズは、それぞれ0.28
0.03mと0.260.04mであった。さらに干渉計を用いることによりガス密度を測定した結果、モデルと2倍以内で一致した。また、ドライネス($=モノマー/(モノマー+クラスター)$比)はモデルを支持する結果であった。このような実験結果により、クラスター形成の数学モデルが混合ガスに対して十分信頼できることが証明された。
clusters formed with a supersonic expansion of a mixed-gas using a three-staged nozzle神野 智史; 福田 祐仁; 榊 泰直; 余語 覚文; 金崎 真聡; 近藤 公伯; Faenov, A. Ya.*; Skobelev, I. Yu.*; Pikuz, T. A.; Boldarev, A. S.*; et al.
Applied Physics Letters, 102(16), p.164103_1 - 164103_4, 2013/04
被引用回数：26 パーセンタイル：68.18(Physics, Applied)ボルダレフモデルに基づいて設計された3段コニカルノズルを用いて、CO/He、あるいは、CO/H混合ガスの超音速膨張中に形成されるCOクラスターのサイズについて、光散乱の角度分布を測定することにより評価した。実験データは、ミー散乱理論を用いて解析し、COクラスターのサイズについて、それぞれ、0.22mと0.25mと求まった。この結果は、ボルダレフモデルがミクロンサイズのクラスター生成に対して十分信頼できることを示している。
Faenov, A. Ya.*; Skobelev, I. Yu.*; Pikuz, T. A.; Pikuz, S. A.*; Fortov, V. E.*; 福田 祐仁; 林 由紀雄; Pirozhkov, A. S.; 小瀧 秀行; 下村 拓也; et al.
Laser and Particle Beams, 30(3), p.481 - 488, 2012/09
被引用回数：11 パーセンタイル：40.92(Physics, Applied)It is shown that various spectroscopic methods based on measurements of X-ray spectra radiated from cluster targets can be used for estimation of the destruction degree of clusters by laser prepulses. These methods allow answering the important issue of preservation of the dense cluster core at the moment of the arrival of the main laser pulse. In addition, they can be used for quantitative estimation of the size of the undestroyed parts of the clusters and also for measuring the temperature and density of the preplasmas produced by the laser prepulses.
Faenov, A. Ya.*; Skobelev, I. Yu.*; Pikuz, T. A.; Fortov, V. E.*; Boldarev, A. S.*; Gasilov, V. A.*; Chen, L. M.*; Zhang, L.*; Yan, W. C.*; Yuan, D. W.*; et al.
JETP Letters, 94(3), p.171 - 176, 2011/10
被引用回数：17 パーセンタイル：66.23(Physics, Multidisciplinary)X-ray spectral methods have been proposed to determine the parameters of the appearing plasma at the early stages of its evolution. It has been shown that the spectra of Hollow ions are the most informative in the first moments of the heating of a cluster, whereas the diagnostics of the late stages can be performed using the conventional lines of multicharged ions.
Skobelev, I. Yu.*; Faenov, A. Ya.*; Pikuz, T. A.; Pikuz, S. A. Jr.*; Fortov, V. E.*; 福田 祐仁; 林 由紀雄; Pirozhkov, A. S.; 川瀬 啓悟*; 小瀧 秀行; et al.
JETP Letters, 94(4), p.270 - 276, 2011/10
被引用回数：2 パーセンタイル：19.14(Physics, Multidisciplinary)The effects of self absorption of X-ray spectral lines have been experimentally observed in the plasma of cluster targets. The observation of asymmetric contours is important for the diagnostics of the laser cluster interaction because it enables the conclusion of whether the laser pre pulse completely destroys the cluster and makes it possible to quantitatively estimate the size of the central region of the cluster, which has a solid state density to the moment of the arrival of the main laser pulse.
Inogamov, N. A.*; Faenov, A. Ya.*; Zhakhovsky, V. V.*; Pikuz, T. A.*; Skobelev, I. Yu.*; Petrov, Y. V.*; Khokhlov, V. A.*; Shepelev, V. V.*; Anisimov, S. I.*; Fortov, V. E.*; et al.
Contributions to Plasma Physics, 51(5), p.419 - 426, 2011/06
被引用回数：20 パーセンタイル：60.68(Physics, Fluids & Plasmas)極短パルス,極端紫外自由電子レーザー(EUV-FEL)パルス(波長:50nm,パルス幅:100fs)をフッ化リチウム(LiF)のような誘電体に照射することで、結晶状態にあるLiFの破砕現象を初めて観測した。低フルーエンスの場合ではLiFの破砕現象が起こり、これがLiFの低いアブレーション閾値の原因となっていることを明らかにした。同様の現象は、ピコ秒パルスの関西光科学研究所X線レーザー装置を用いた実験でも観測されている。この破砕現象は、ナノ秒パルスのX線レーザー装置では観測されておらず、フェムト
ピコ秒パルス特有の現象であることをモデル計算から明らかにした。
contrast femtosecond-pulse laser irradiation of argon clustersColgan, J.*; Abdallah, J. Jr.*; Faenov, A. Ya.*; Pikuz, T. A.*; Skobelev, I. Yu.*; 福田 祐仁; 林 由紀雄; Pirozhkov, A. S.; 川瀬 啓悟*; 下村 拓也; et al.
High Energy Density Physics, 7(2), p.77 - 83, 2011/06
被引用回数：21 パーセンタイル：62.42(Physics, Fluids & Plasmas)巨大アルゴンクラスターに超高コントラスト比の極短パルスレーザー照射した場合における、特異的な内殼X線発生について研究を行った。観測されたX線のほぼすべての特性は、非常に厳密な原子モデルを取り込んだキネティックモデル計算によって再現された。すなわち、ほぼ中性状態のアルゴン原子からHe様アルゴンイオンまでの多様なイオン化状態を含むプラズマからX線放射がなされたことを示唆している。ほぼ中性のアルゴン原子からのX線放射は、これまでの中程度のコントラスト比のレーザーを用いた実験では観測されておらず、今回の実験で用いたレーザーのコントラスト比が非常に高かったことを反映している。
石野 雅彦; Faenov, A. Ya.*; 田中 桃子; 長谷川 登; 錦野 将元; 保 智己*; Pikuz, T. A.*; Inogamov, N. A.*; Zhakhovskii, V. V.*; Skobelev, I. Yu.*; et al.
Journal of Applied Physics, 109(1), p.013504_1 - 013504_6, 2011/01
被引用回数：34 パーセンタイル：75.54(Physics, Applied)軟X線レーザーによるアブレーション過程の理解を目的として、アルミニウム表面に軟X線レーザーを照射した。照射痕を走査型電子顕微鏡で観察したところ、アブレーション構造とは異なる微細構造(改質領域)が形成されていることを確認した。この領域には70-150nmの直径を持つ円錐状の構造物が多数確認できる。また、円錐構造は平均深さ約40nmの改質領域中に形成されていることもわかった。しかし、軟X線レーザーを複数回照射した領域の円錐構造は、成長することなく破壊されていることがわかった。今回得られた結果は、軟X線レーザーによるアブレーション過程の理解だけでなく、軟X線レーザーの微細加工への応用にも重要な知見を与えると考えられる。
Pikuz, S. A. Jr.*; Chefonov, O. V.*; Gasilov, S. V.*; Komarov, P. S.*; Ovchinikov, A. V.*; Skobelev, I. Yu.*; Ashitkov, S. Yu.*; Agranat, M. V.*; Faenov, A. Ya.
Journal of Physics; Conference Series, 244(4), p.042030_1 - 042030_4, 2010/08
被引用回数：1 パーセンタイル：37.35(Physics, Fluids & Plasmas)Smart and cheap X-ray imaging of thin and low-contrast microscale objects using low-energy fs lasers focused in atmosphere conditions. The advantages of the proposed method are in smart setup of investigated object within air environment; spectral range tunability; sensitivity to low-contrast or micron thin details.
Faenov, A. Ya.; Lankin, A. V.*; Morozov, I. V.*; Norman, G. E.*; Pikuz, S. A. Jr.*; Skobelev, I. Yu.*
Plasma Physics and Controlled Fusion, 51(12), p.124025_1 - 124025_8, 2009/11
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Fluids & Plasmas)A plasma model of relaxation of a medium in heavy ion tracks in condensed matter is proposed. The model is based on three assumptions: the Maxwell distribution of plasma electrons, localization of plasma inside the track nanochannel and constant values of the plasma electron density and temperature during the X-ray irradiation. It is demonstrated that the plasma relaxation model adequately describes the X-ray spectra observed upon interaction of a fast ion with condensed target. Assumptions of plasma relaxation model are validated by the molecular dynamics modeling and simulation.
Faenov, A. Ya.; Pikuz, T. A.*; 福田 祐仁; 神門 正城; 小瀧 秀行; 本間 隆之; 川瀬 啓悟; 亀島 敬*; Pirozhkov, A. S.; 余語 覚文; et al.
Applied Physics Letters, 95(10), p.101107_1 - 101107_3, 2009/09
被引用回数：39 パーセンタイル：77.63(Physics, Applied)An intense isotropic source of multicharged carbon and oxygen ions with energy above 300 keV and high quantity per shot was obtained by femtosecond Ti:Sa laser irradiation of clusters, produced by expansion of the mixed He and CO
gases in a supersonic nozzle. The source was employed for high contrast ionography images with 600 nm spatial resolution. A difference in object thickness of 100 nm was well resolved for both Zr and polymer foils.
Faenov, A. Ya.; Pikuz, T. A.; Pikuz, S. A.*; 福田 祐仁; 神門 正城; 小瀧 秀行; 本間 隆之; 川瀬 啓悟; 亀島 敬*; Pirozhkov, A. S.; et al.
Contributions to Plasma Physics, 49(7-8), p.507 - 516, 2009/09
被引用回数：5 パーセンタイル：19.08(Physics, Fluids & Plasmas)The intense isotropic source of multicharged ions with energy above 300 keV was produced by femtosecond Ti:Sa laser pulses with intensity 410
W/cm absorbed in the supersonic jet of the mixed He and CO gases. The spatial resolution of the ionographic image not worse than 600 nm was provided. A difference in object thickness of 100 nm was resolved very well for Zr and polymer foils both.
Faenov, A. Ya.; Pikuz, T.*; Skobelev, I. Yu.*; 福田 祐仁; Colgan, J.*; Abdallah, J. Jr.*
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.8, p.1210 - 1213, 2009/09
The role of the highly charged hollow ions in the X-ray emission plasma spectra is investigated for 2 cases: (1) plasma obtained under irradiation of Ar clusters by ultrashort laser pulses and (2) Mg-plasma heated by a short-wavelength long (nanosecond) laser pulse. Experimental measurements are presented. Calculations in support of these measurements have been performed using a detailed atomic kinetics model with the ion distributions found from solution of the time-dependent rate equations. The calculations are in good agreement with the measurements and the role of hollow atoms in the resulting complicated spectra is analyzed.
Faenov, A. Ya.; Pikuz, T. A.; Skobelev, I. Yu.*; 福田 祐仁; Colgan, J.*; Abdallah, J. Jr.*
Journal of Physics; Conference Series, 163(1), p.012016_1 - 012016_4, 2009/06
被引用回数：5 パーセンタイル：83.96(Physics, Multidisciplinary)The highly charged hollow ions in the X-ray emission plasma spectra obtained under irradiation of Ar clusters by ultrashort laser pulses and by Mg-plasma, heated by a short-wavelength long (nanosecond) laser pulse have been investigated both experimentally and theoretically. Calculations in support of these measurements have been performed using a detailed atomic kinetics model with the ion distributions found from solution of the time-dependent rate equations and demonstrated rather good fitting with experimental data.
Faenov, A. Ya.; Magunov, A. I.*; Pikuz, S. A.*; Gasilov, S. V.*; Skobelev, I. Yu.*; Palchan, T.*; Zigler, A.*; Henis, Z.*
Journal of Experimental and Theoretical Physics, 107(3), p.351 - 355, 2008/09
The energy of the directed motion of multiply charged ions produced when solid targets are exposed by low-contrast femtosecond laser pulses with low intensities. The measurements are based on the recording of spatially resolved X-ray spectra for H- and He-like Oxygen ions in the target plane. Analysis of the He- and H-like ions line profiles has revealed fractions of accelerated ions in plasma with energies from several to several tens of kiloelectron volts. We show that using a layer of frozen nanometer-size water droplets as the targets leads to an effective absorption of laser pulses and a twofold rise in the energy (to 0.1 MeV) of He-like oxygen ions compared to the use of solid targets.
