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論文

Observation and theory of X-ray mirages

Magnitskiy, S.*; Nagorskiy, N.*; Faenov, A.*; Pikuz, T.; 田中 桃子; 石野 雅彦; 錦野 将元; 福田 祐仁; 神門 正城; 河内 哲哉; et al.

Nature Communications (Internet), 4, p.1936_1 - 1936_7, 2013/06

 被引用回数:5 パーセンタイル:29.32(Multidisciplinary Sciences)

プラズマベースの過渡利得電子衝突励起方式のX線レーザーの発展により、小型でコヒーレントなX線光源が実現するとともに、幅広い応用研究への道が開かれている。本論文において、われわれは原子力機構において開発された2段階増幅のプラズマX線レーザーの出力位置での遠視野像に、予期しない同心円状の干渉縞が観測されたことを報告する。この模様はX線領域において初めて観察された蜃気楼現象と考えることができる。われわれは、実験条件下でのX線の伝搬を表すマクスウエル=ブロッホ方程式を解く方法を開発した。その結果、仮想的な点光源から発せられるように見えるX線の蜃気楼がさらにプラズマのレーザー効果で増幅することにより今回観測した干渉縞が発現したことを見いだした。今回得られた結果は、レーザー生成プラズマにおけるX線増幅現象の物理の本質に新しい視点を落とすとともに、X線によるプラズマ診断法や極端紫外線リソグラフィー(EUV)の新しい可能性を開くものである。

口頭

Coherent X-ray mirage; Discovery and possible applications

Pikuz, T.; Faenov, A.*; Magnitskiy, S.*; Nagorskiy, N.*; Pikuz, S.*; 田中 桃子; 石野 雅彦; 錦野 将元; 神門 正城; 加藤 義章*; et al.

no journal, , 

Experimental founding of unknown interference structure in a spatial profile of the output beam of the two-stage plasma X-ray laser is reported. It is allowed us experimentally and theoretically discovers a new phenomenon - generation a phase-matched coherent point source of soft X-ray radiation in a plasma media by propagated X-ray laser seeded beam, which could additionally extend the applications of such lasers. We have developed a method of solving the Maxwell-Bloch equations, which has gave us finding that the observed phenomenon is due to the emergence in the plasma-amplifier of X-ray mirage in the form of the phase-matched coherent virtual point source.

口頭

X-ray coherent mirage phenomenon in two-stage X-ray lasers

Pikuz, T.; Faenov, A.*; Magnitskiy, S.*; Nagorskiy, N.*; 田中 桃子; 石野 雅彦; 錦野 将元; 神門 正城; 加藤 義章*; 河内 哲哉

no journal, , 

A non-expectable, stable from shot to shot, intensity distribution in a form of interference pattern have been observed. It is shown that the interference is caused by an emerging of imaginary source in the amplifying plasma, which is phase-matched to radiation of generator. That firstly observed phenomenon is determined as X-ray coherent mirage. To explain the obtained result a new theoretical approach is developed.

口頭

Phase-matched coherent point source generation in plasma media by propagated X-ray laser seeded beam

Nagorskiy, N.*; Magnitskiy, S.*; Pikuz, T.; Faenov, A.*; 田中 桃子; 石野 雅彦; 錦野 将元; 福田 祐仁; 神門 正城; 加藤 義章*; et al.

no journal, , 

We report experimental founding of unknown interference structure in a spatial profile of the output beam of the two-stage plasma X-ray laser. It is allowed us experimentally and theoretically discovers a new phenomenon - generation a phase-matched coherent point source of soft X-ray radiation in a plasma media by propagated X-ray laser seeded beam, which could additionally extend the applications of such lasers.

口頭

Progress and prospects of coherent X-ray research using high power lasers in JAEA

河内 哲哉; 錦野 将元; 佐々木 明; 石野 雅彦; 長谷川 登; 今園 孝志; Pikuz, T.; Faenov, A. Ya.*; Magnitskiy, S.*; 圓山 桃子; et al.

no journal, , 

短パルスX線源は、科学技術において必要不可欠な計測ツールであり、新材料開発や新薬創成などその用途は多岐にわたる。光源開発も重要な研究対象であり、コヒーレントX線については、レーザー駆動のものと加速器ベースのものが精力的に研究されている。特に、我々は小型・超短パルス性という特徴に注目し、レーザー駆動X線源の開発を進めており、本講演では、コヒーレントX線科学に係る最近の研究成果と将来計画について報告する。光源開発においては、軟X線レーザーのプラズマ中での屈折によるX線の蜃気楼の観測と相対論的プラズマからの高次高調波発生について、また、利用研究では、軟X線レーザープローブによるレーザーアブレーション時の表面ダイナミクスの観測例を紹介する。最後に、2012年度我々は政府からの予算を受け、keV領域のコヒーレントX線発生と高エネルギーイオンビームの発生を目的とした超高強度レーザーJ-KARENのPW級への高度化を開始した。このJ-KAREN-Pと別途開発する高平均出力レーザーにより、今後我々は更なる短波長レーザーの可能性の追求と高平均出力コヒーレントX線による利用研究の開拓を目指す予定である。

口頭

Source development and novel applications of coherent X-rays and energetic particle beams using high peak power lasers in Japan Atomic Energy Agency

河内 哲哉; 錦野 将元; Faenov, A.*; Pikuz, T.*; 石野 雅彦; 長谷川 登; Magnitskiy, S.*; Pirozhkov, A. S.; Esirkepov, T. Z.; 西内 満美子; et al.

no journal, , 

レーザー駆動粒子線源および輻射線源は、超短パルス性、高輝度性、そして装置の小型化が可能、といったユニークかつ魅力的な特徴を持っている。近年のペタワットレベルに達するほどの高強度レーザー技術の進展により、我々はこれらの粒子線源や輻射線源を更に高いエネルギー領域で発生させることが可能になってきており、今まさにこれら放射線源の発生メカニズムの詳細な解明や利用研究を推進する時期にきている。本講演では、まず、日本における主だった高強度レーザー施設の研究活動を紹介した後に、原子力機構における高強度レーザー開発とそれによる応用研究について、特に日露の協力をベースに実施している最近の研究成果について発表する。

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