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余語 覚文; 近藤 公伯; 森 道昭; 桐山 博光; 小倉 浩一; 下村 拓也; 井上 典洋*; 福田 祐仁; 榊 泰直; 神野 智史; et al.
Optics Express (Internet), 22(2), p.2060 - 2069, 2014/01
被引用回数：10 パーセンタイル：49.33(Optics)We demonstrate the performance of an efficient insertable pulsecleaning module that uses a saturable absorber pair with a compensatingmulti-pass amplifier. The module is implemented with a conventional CPATi:sapphire laser system. It suppresses the amplified spontaneous emission (ASE) level of the pulse pedestal by about three orders of magnitude whilepreserving the output pulse energy and repetition-rate of the overall lasersystem. The effectiveness of the cleaning module is confirmed in laserdrivenproton acceleration experiments. At the 10
W/cm
pedestal level, the surface structure and electrical resistivity of an insulator target (100 nmsilicon nitride) are preserved prior to the arrival of the intense ultrashortpulse.
福田 祐仁; 赤羽 温; 青山 誠; 林 由紀雄; 本間 隆之; 井上 典洋*; 神門 正城; 金沢 修平; 桐山 博光; 近藤 修司; et al.
Physics Letters A, 363(2-3), p.130 - 135, 2007/02
高強度レーザー励起航跡場による電子加速は、レーザープラズマ加速器の原理検証や極短パルスX線源開発にとって重要な役割を果たしている。最近、準単色の電子発生が報告され注目を浴びているが、電子注入過程のコントロールによる準単色電子のエネルギー制御と安定化が今後の研究課題となっている。本研究では、強光子場中でのクラスター媒質を用いた電子加速実験を行い、レーザープラズマ加速におけるクラスターの役割について調べた。その結果、クラスター媒質を用いて初めて、指向性を有する相対論電子の発生に成功した(最大エネルギー=58MeV)。電子エネルギー分布は、温度の異なる2つの成分から構成されている。2D-PICシミュレーションによる解析から、高エネルギー成分を構成する電子は、レーザー光との相互作用によってクラスターから生成した電子が、レーザー光に注入され、その後、レーザー光によって直接加速されて生成したものであることが明らかとなった。
桐山 博光; 井上 典洋*; 赤羽 温; 山川 考一
Optics Express (Internet), 14(1), p.438 - 445, 2006/01
被引用回数：23 パーセンタイル：68.38(Optics)プリパルスフリー・高強度レーザーパルスの生成を目的として、OPAをCPAレーザーの前置増幅部に組み込んだシステムの開発を行った。本システムは低い励起エネルギーで有効にプリパルスを低減させるために、新たに考案した再生増幅器からの出力光を減光し、OPAで主パルスのみを選択的に増幅する構成を採用している。OPAにはタイプI位相整合のBBO結晶を2つ用い、その励起光には単一縦モードのQスイッチNd:YAGレーザーの第二高調波光を用いた。シード光をOPAで増幅することにより24mJのシグナル増幅光が高いコントラストで得られた。後段のチタンサファイアレーザー増幅器でさらに増幅することにより、高エネルギーのシグナル増幅光が得られた。
W/cm intensity by focusing wavefront corrected 100 TW, 10 Hz laser pulses赤羽 温; Ma, J.; 福田 祐仁; 青山 誠; 桐山 博光; 井上 典洋*; 辻 公一*; 中井 善基*; 山本 洋一*; Sheldakova, J. V.*; et al.
Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 44(8), p.6087 - 6089, 2005/08
被引用回数：1 パーセンタイル：4.7(Physics, Applied)フィードバック制御波面補償光学系により日本原子力研究所100TWチタンサファイアレーザーシステムにおいてレーザー集光強度の向上が達成された。レーザーパルスの光学パラメータ計測結果及び観測された希ガス原子のトンネルイオン化レートのレーザーエネルギースケーリング性により10W/cmを越える超相対論的強度が10Hzの繰り返し動作で発生することを実験的に確認した。
神門 正城; 益田 伸一; Zhidkov, A.*; 山崎 淳; 小瀧 秀行; 近藤 修司; 本間 隆之*; 金沢 修平; 中島 一久; 林 由紀雄; et al.
Physical Review E, 71(1), p.015403_1 - 015403_4, 2005/01
被引用回数：33 パーセンタイル：77.37(Physics, Fluids & Plasmas)現在まででは最短のパルス幅(23fs)で相対論的な高出力(20TW)のレーザーを、不足密度プラズマ中に強く集光する実験を行った。プラズマ密度が10cm
の領域で、MeVを越えるエネルギーの電子の発生を確認した。このMeV電子は、2温度分布をしており、シミュレーションの結果から、波の破砕機構の違いから生じていると考えられる。高温部の電子は、レーザーのプリパルスにより作られるプラズマ密度のキャビティー部での速い入射により形成され、パルス幅はフェムト秒であり、一方、低温部の電子は相対論的強度による波の破壊により加速されたもので、ピコ秒のパルス幅を持つことがわかった。
Wcm
, 10 Hz laser pulses山川 考一; 赤羽 温; 福田 祐仁; 青山 誠; Ma, J.; 井上 典洋*; 上田 英樹; 桐山 博光
Journal of Modern Optics, 50(15-17), p.2515 - 2522, 2003/10
光量子科学研究センターでは、高強度場科学と呼ばれる新しい光量子科学分野におけるさまざまな基礎・応用研究を目的に、極短パルス・超高ピーク出力Tキューブレーザーの開発を進めてきた。われわれは、既に開発に成功したピーク出力100TW、パルス幅20fsのチタンサファイアレーザー光を希ガス原子に集光し、トンネルイオン化過程により生成する多価イオンを飛行時間分解型質量分析器によって計測することにより、相対論効果が顕著となる集光照射強度2.6
10W/cmにおいて、アルゴンの16価、クリプトンの19価、キセノンの26価を観測した。こうして生成したイオンは、これまで光電界のみでイオン化した場合の最高価数である。また、さらなるピーク出力の向上によるペタワット級レーザー開発研究の現状について述べる。
及川 将一*; 神谷 富裕; 福田 光宏; 奥村 進; 井上 博光*; 益野 真一*; 梅宮 伸介*; 押山 義文*; 平 豊*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 210(1-4), p.54 - 58, 2003/09
被引用回数：25 パーセンタイル：82.89(Instruments & Instrumentation)現在原研高崎TIARAでは、radio micro surgery等の生物医学への応用を目指して、AVFサイクロトロンの垂直ビームラインに設置する集束方式高エネルギー重イオンマイクロビーム装置の開発を進めている。レンズ集束における色収差の低減のため、AVFサイクロトロンは100MeV級重イオンビームのエネルギー幅を10
以下にする必要がある。このためサイクロトロンRFシステムにフラットトップ加速技術が導入された。ビームラインは生物試料照射に適した鉛直下向きであり、オブジェクトスリットと発散制限スリットの二段のスリット、集束レンズである四連四重極電磁石により構成される。これにより空間分解能1
mの重イオンマイクロビーム形成が可能となり、薄膜を介して大気中の試料を細胞レベル以下の精度で照射することが可能となる。さらに、短時間に多数の細胞を狙い撃ちするため、高速自動照準シングルイオン照射システムとマイクロビーム二次元走査システムをリンクさせ、散在する培養細胞等の微小試料に対して毎分1000個以上の高速シングルイオン照射を実現する。このような高速シングルイオンヒットには照射位置を正確にリアルタイムで観測できる検出システムが必要になる。そのために試料直下にシンチレータプレートを設置して、単一イオンが入射した際の微弱なシンチレーション光を超高感度カメラによって観測し、照射試料の光学顕微鏡画像と合成することで、照射試料へのシングルイオン入射位置を正確に把握できるシステムを開発中である。
青山 誠; 山川 考一; 赤羽 温; Ma, J.; 井上 典洋*; 上田 英樹; 桐山 博光
Optics Letters, 28(17), p.1594 - 1596, 2003/09
被引用回数：263 パーセンタイル：99.25(Optics)チャープパルス増幅法(CPA法)の進展により、近年、極短パルス・超高ピーク出力レーザーの性能は飛躍的に向上しており、10W/cmを超えるレーザー集光強度が達成されている。実験室サイズのレーザーシステムで、より高いピーク強度を達成するために、われわれはペタワット(PW)チタンサファイアレーザーシステムの開発を行っている。この達成のためには大口径チタンサファイア増幅器における寄生発振の抑制と理論限界での高効率増幅、そして30fsまでパルス幅を再圧縮する技術の開発が不可欠となる。本PWチタンサファイアレーザーシステムは、これまでに開発された100TWチタンサファイアレーザーシステムから得られるレーザー光を直径8cmのチタンサファイアブースター増幅器によりPWレベルまで増幅するよう構成されている。このような大口径増幅器で高効率増幅を達成するには、寄生発振の制御が不可欠となり、このためチタンサファイアと同等の高屈折率(n=1.7)を有する熱可塑性プラッスチックを結晶の周囲にクラッディングとして用いる技術を開発した。その結果増幅実験では、励起エネルギー65Jに対して37.4Jを達成した。ここで得られた増幅効率はグリーン光で励起されるチタンサファイア増幅器の理論限界に及ぶ。また、パルス圧縮後に30fsのパルス幅を得るため、溝本数が異なる回折格子をそれぞれパルス伸張器と圧縮器に用いて、レーザーシステムの高次分散補償を行った。実験で得られたレーザー光のパルス幅は32.9fsであり、これによりピーク出力0.85PWを達成した。このピーク出力,エネルギーはチタンサファイア結晶を用いたレーザーシステムでは世界最高性能である。本システムの詳細な報告を論文に発表する。
O
frequency doubler桐山 博光; 井上 典洋*; 山川 考一
レーザー研究, 31(4), p.282 - 285, 2003/04
極短パルス・超高ピーク出力チタンサファイアレーザーのより高出力化を目的として高エネルギーグリーン光発生のための波長変換器の開発を行った。本波長変換器は高エネルギーでかつ低い入射レーザー光強度で高い変換効率を達成するため、大型結晶の育成が容易で非線形光学定数の大きいCLBO結晶を採用した。本実験では入射レーザー光にNd:ガラスレーザー光を用い、非線形光学結晶にはタイプII位相整合の30mm30mmと大形CLBO結晶を2つ用い、直列に配置した。34-JのNd:ガラスレーザー光に対して25-Jの高エネルギーグリーンエネルギーが得られた。370MW/cmと低い入射レーザー光強度に対して74%の高い変換効率を達成した。また、空間プロファイルはほぼフラットトップであり、チタンサファイア結晶の励起に適していることがわかった。
山川 考一; 青山 誠; 赤羽 温; Ma, J.; 井上 典洋*; 上田 英樹; 桐山 博光
レーザー研究, 30(12), p.747 - 748, 2002/12
われわれは、高強度場科学と呼ばれる新しい光量子科学分野におけるさまざまな基礎・応用研究を目的に、極短パルス・超高ピーク出力Tキューブレーザーの開発を進めている。本論文では新たに開発に成功したピーク出力550TW,パルス幅33fsのチタンサファイアレーザーシステムを中心に、Tキューブレーザー開発において最も重要となる極短パルス(パルス幅
10fs)レーザー光の増幅過程におけるレーザー制御技術及び大口径チタンサファイア増幅器における寄生発振制御,高効率増幅技術について述べる。
O frequency doubler for high-energy Nd:Glass laser桐山 博光; 井上 典洋*; 山川 考一
High-Power Lasers and Applications II (Proceedings of Photonics Asia 2002 Volume 4914), p.6 - 13, 2002/10
チタンサファイアレーザーの高効率化・高出力化に向けて、大口径CsLiBO(CLBO)結晶を用いて高エネルギー・高効率第二高調波発生を初めて行った。本実験では入射レーザー光にNd:ガラスレーザー光を用い、非線形光学結晶にはタイプII位相整合の30mm30mm CLBO結晶を2つ用い、直列に配置した。入射レーザーエネルギーに対するグリーン光エネルギー特性を取得した。34-Jの入射レーザーエネルギーに対して25-Jのグリーンエネルギーが得られた。370MW/cmの入射レーザー光強度に対して74%の変換効率を得た。この第二高調波光のエネルギーはCLBO結晶を用いて報告されている中で世界最高値である。
O結晶を用いたNd:ガラスレーザーの高効率・高エネルギー第二高調波発生桐山 博光; 井上 典洋*; 山川 考一
JAERI-Research 2002-020, 13 Pages, 2002/09
JAERI-Research-2002-020.pdf:1.14MB
大口径CsLiBO(CLBO)結晶を用いて高エネルギーグリーンレーザー光の発生を初めて行った。34Jの入射1064-nm Nd:ガラスレーザー光に対して25Jの532-nmグリーン出力光が得られた。370MW/cmの低い入射Nd:ガラスレーザー光強度に対して74%の高い変換効率が得られた。このグリーン出力エネルギーはCLBO結晶を用いて報告されている中で最も高い値である。
O crystals桐山 博光; 井上 典洋*; 山川 考一
Optics Express (Internet), 10(19), p.1028 - 1032, 2002/09
被引用回数：5 パーセンタイル：28.74(Optics)極短パルス・超高ピーク出力チタンサファイアレーザーのより高出力化を目的として高エネルギー・大口径Nd:ガラスレーザー光の波長変換器の開発を行った。本波長変換器は高エネルギーでかつ低い入射レーザー光強度で高い変換効率を達成するため、大型結晶の育成が容易で非線形光学定数の大きいCLBO結晶を採用した。本実験ではタイプII位相整合の30mm30mmと大型CLBO結晶を2つ用い、直列に配置した。34-JのNd:ガラスレーザー光に対して25-Jの高グリーンエネルギーが得られた。370MW/cmと低い入射レーザー光強度に対して74%の高い変換効率を得た。また、空間プロファイルはほぼフラットトップであり、チタンサファイア結晶の励起に適していることがわかった。
O crystals桐山 博光; 井上 典洋*; 八木 謙一*; 永井 亨*; 青山 誠; 山川 考一
Proceedings of Conference on Lasers and Electro-Optics / Quantum Electronics and Laser Science Conference (CLEO/QELS 2002), p.CPDC6_1 - CPDC6_3, 2002/00
チタンサファイアレーザーの高出力化に向けて、その励起光源である高出力Nd:ガラスレーザーの高効率・高エネルギー第二高調波(532-nm)発生を行うために、大口径CsLiBO(CLBO)結晶を用いた波長変換器を初めて開発した。34Jの入射1064-nm Nd:ガラスレーザー光に対して25-Jの高エネルギー第二高調波光が74%と高効率で得られた。この第二高調波光のエネルギーはCLBO結晶を用いて報告されている中で世界最高値である。
鈴木 寛光; 小城 哲哉*; 米原 博人; 原見 太幹; 宮原 義一; 川島 祥孝*; 大橋 裕二*; 井上 浩司*; 原 雅弘*; 吉行 健*
Proc. of the 8th Symp. on Accelerator Science and Technology, p.113 - 115, 1991/00
SPring-8ブースター・シンクロトロン用高周波加速空洞の試作開発を行なっている。ローパワー試験の結果では、所定の性能が得られていることは確認されている。今回は、実際に大電力の高周波を入力し、入力カプラー・空洞冷却・チューナー制御等の性能を、実機と同じ条件で試験をした。本実験では、円筒型入力カプラーを用いて、所定のCW250kWの入力電力を達成した。また、円盤型入力カプラーでは、180kWの入力を達成したが、200kW入力で、窓が破壊した。本発表では、加速空洞の構造・ローパワー試験・大電力入力試験の結果について報告する。
苫米地 顕*; 井上 晃次*; 吉見 宏孝*; 吉野 富士男*; 金子 洋光; 相澤 清人*; 宮川 俊一
PNC TN241 77-05VOL1, 314 Pages, 1977/03
PNC-TN241-77-05VOL1.pdf:8.45MB
本報告書は,「常陽」の第2期原子炉出力(MK-1炉心,75MWt)および照射用炉心(MK-2炉心,100MWt)について,安全審査を受けるために必要な内容をまとめたものである。報告書は3分冊より構成される。分冊1は設置変更許可申請書の本文(案)および添付書類(案)であり,分冊2はこれらの出力上昇を行いうる技術的な根拠をまとめた参考資料(公開扱いにしてもよいもの)であり,分冊3はその技術的な根拠をより詳細に理解するためのメモ(非公開扱いとするもの)である。内容は炉心設計,燃料設計,炉構造プラント関連の特性,安全解析および評価などであり,過去67年の間,実施してきた多数の研究開発の結果が技術的内容の支えとなっている。これらの報告書は,安全審査の準備作業として作成されたものであるが,動燃事業団内で活用されるよう希望する。
福田 祐仁; 赤羽 温; 林 由紀雄; 本間 隆之; 井上 典洋*; 神門 正城; 金沢 修平; 桐山 博光; 近藤 修司; 小瀧 秀行; et al.
no journal, ,
高強度レーザー励起航跡場による電子加速は、レーザープラズマ加速器の原理検証や極短パルスX線源開発にとって重要な役割を果たしている。最近、準単色の電子線発生が報告され注目を浴びている。従来、これら研究はヘリウムなどのガスターゲットを用いて行われてきた。本研究では、クラスターターゲットを用いた相対論電子線発生実験を行い、レーザープラズマ加速におけるクラスターの役割について調べた。その結果、相対論的強レーザー場(3.510W/cm
)とアルゴンクラスターとの相互作用により、指向性(エミッタンス=0.4
mm mrad)を有する相対論電子(最大エネルギー=58MeV, 総電荷=2.1nC)の発生に成功した。PICシミュレーションによる解析から、30MeV以上の高エネルギー電子は、クラスターとレーザー光との相互作用によって注入され、その後、レーザー光によって直接加速され生成したものであることがわかった。
余語 覚文; 井上 典洋*; 榊 泰直; 福田 祐仁; 神野 智史; 金崎 真聡; 桐山 博光; 下村 拓也; 小倉 浩一; 森 道昭; et al.
no journal, ,
レーザー駆動イオン加速では、高強度レーザーの背景光を低減することが重要な課題となっている。これまでにも、プラズマミラーを用いる方法や、OPCPAと過飽和吸収体を組合せたダブルCPAシステム(原子力機構J-KAREN)が提案されてきた。本研究では、市販の10TW級Ti:Saphレーザーにおいて、1TW励起後にダブルCPAのバイパスラインを組込むことにより、レーザーパルス背景光を低減する手法を提案する。
