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10
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：0 パーセンタイル：0.00(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：13 パーセンタイル：57.02(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：73 パーセンタイル：96.50(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. Y.; Skobelev, I. Yu.*; Pikuz, T.; 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。
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.; Boldarev, A. S.*; et al.
Optics Express (Internet), 21(18), p.20656 - 20674, 2013/09
被引用回数：23 パーセンタイル：73.42(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.; 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：70.35(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.; 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：42.67(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.
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：63.10(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：64.71(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：33 パーセンタイル：76.30(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。
Faenov, A. Y.; 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：37 パーセンタイル：77.56(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. Y.; 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.
Colgan, J.*; Abdallah, J. Jr.*; Faenov, A. Y.; Pikuz, T. A.*; Skobelev, I. Yu.*
Physica Scripta, 78(1), p.015302_1 - 015302_6, 2008/07
被引用回数：10 パーセンタイル：55.05(Physics, Multidisciplinary)A study is made of the spectra produced from a short-wavelengths long-pulse (nanosecond) laser incident on an Mg plasma. A very complex experimental spectrum is analyzed in detail by comparison with large-scale atomic kinetics calculations using mixed-UTA (MUTA) model.
Gasilov, S. V.*; Faenov, A. Y.; Pikuz, T. A.*; Skobelev, I. Yu.*; Calegari, F.*; Vozzi, C.*; Nisoli, M.*; Sansone, G.*; Valentini, G.*; De Silvestri, S.*; et al.
JETP Letters, 87(5), p.238 - 242, 2008/03
被引用回数：17 パーセンタイル：66.56(Physics, Multidisciplinary)The possibility of phase-contrast imaging of nanostructures has been analyzed with the use of solid targets irradiated by femtosecond laser pulses as a spatially coherent soft X-ray source and a LiF crystal as an X-ray detector having both the submicron spatial resolution in a wide field of view and a high contrast. It has allowed to obtain high-quality phase-contrast X-ray images of foils with various chemical compositions and a thickness of about 100 nm.
Palchan, T.*; Henis, Z.*; Faenov, A. Y.; Magunov, A. I.*; Pikuz, S. A.*; Gasilov, S. V.*; Skobelev, I. Yu.*; Zigler, A.*
Applied Physics Letters, 91(25), p.251501_1 - 251501_3, 2007/12
被引用回数：13 パーセンタイル：46.40(Physics, Applied)Generation of fast ions in snow nanotubes irradiated by femtosecond laser pulses in the intensity range of 10
- 10
W/cm was investigated. The fast ion energy was measured through X-ray emission spectra of multicharged ions of oxygen. The profile of the He-
and Ly-
in He-like and H-like oxygen lines demonstrates a significant broadening, which may indicate generation of fast He-like and H-like ions with energies of up to 100 keV.
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.; Boldarev, A. S.*; et al.
no journal, ,
レーザー駆動イオン加速実験のターゲットに用いるクラスターの特性をミー散乱を利用して評価した。CO/HeまたはCO/Hの混合ガスを特別なノズルを通して真空中に噴射し、COクラスターを生成した。そこへ、Nd:YAGレーザーの第二高調波である532nmのパルスレーザーを照射し、クラスターからの散乱光の角度分布を測定した。この結果の数値解析からサブミクロンサイズのCOクラスターが生成されていることを初めて明らかにした。その他に、クラスターの密度、全ガス密度を評価した。講演では、これらの結果とBoldarevモデルによる計算結果とを比較する。また、現在進めている冷凍機で冷却されたノズルを用いた水素クラスターターゲット生成についての状況を報告する。
神野 智史; 福田 祐仁; 榊 泰直; 金崎 真聡; 近藤 公伯; Faenov, A. Ya.*; Skobelev, I. Yu.*; Pikuz, T.; Boldarev, A. S.*; Gasilov, V. A.*
no journal, ,
クラスターターゲットを用いたレーザー駆動イオン加速実験において、数十MeVのイオン加速を実現している。その加速メカニズムの解明には、ターゲットの初期状態を理解することが重要である。そこで、ターゲットであるCO/HeおよびCO/H混合ガス中に存在するCOクラスターのサイズをミー散乱法により評価した。その結果、COクラスターのサイズはそれぞれ0.22mおよび0.25mであった。また、ターゲットのガス密度分布を干渉法により評価した。さらに、J-KARENレーザー(1.010
W/cm)をターゲットに照射し、それにより発生する電子のエネルギースペクトルをターゲットへの照射位置を変えながら測定した。このようにして得られる電子エネルギースペクトルはリアルタイム検出可能であり、イオン加速の最適条件探索のための指標になる。結果として、電子エネルギースペクトルは照射位置に強く依存していることが分かった。このことはイオン加速に適した照射位置が存在することを示唆している。発表では電子エネルギースペクトルとターゲット初期状態との相関について考察する。
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.; Boldarev, A. S.*; et al.
no journal, ,
クラスターガスターゲットを用いたレーザー駆動イオン加速実験により、高エネルギーイオンの発生を実現した。このときBoldarevモデルに基づいて特別に設計されたノズルが使用された。しかしながら、イオン加速機構解明や加速条件最適化のために、クラスターガスターゲットの特性評価は十分に行われていない。そこで本研究では、ミー散乱と干渉計を用いたターゲット診断装置を開発した。CO(30%)とH(70%)の混合ガスのガスジェットに対する散乱光の角度分布を測定では、サブミクロンサイズのCOクラスターが生成されていることが明らかになった。また干渉計によりガス密度プロファイルを求めた。講演ではガス密度とクラスターサイズの関係について検討する。
神野 智史; 福田 祐仁; 榊 泰直; 余語 覚文; 近藤 公伯; Faenov, A. Ya.*; Skobelev, I. Yu.*; Pikuz, T.; Boldarev, A. S.*; Gasilov, V. A.*
no journal, ,
レーザー駆動イオン加速実験においてクラスターターゲットを用いることにより、高エネルギーイオンの発生を実現している。この実験において、大きいクラスターを用意するために、ボルダレフモデルに基づいて製作された三段コニカルノズルが使用された。しかしながら、加速メカニズムや加速条件の最適化のために、このノズルで生成されるターゲットの特性評価は十分に行われていない。このため、本研究ではミー散乱と干渉計を利用したターゲット診断装置を開発した。HとCOの混合ガスを三段コニカルノズルを通して、超音速ジェットによりCOクラスターを生成した。レーザー照射に対するクラスターからの散乱光の角度分布を測定することにより、COクラスターのサイズ分布を試算した。密度プロファイルは干渉計を用いてレーザー光の位相変化から求めた。これらの結果をボルダレフモデルと比較した。
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.; Boldarev, A. S.*; et al.
no journal, ,
クラスターガスターゲットを用いたレーザー駆動イオン加速において、大きいサイズのクラスターを発生させるため、Boldarevモデルに基づいて特別にデザインされた三段コニカルノズルを用いている。本研究では、加速機構解明や最適条件探索のために、ミー散乱と干渉計を用いたターゲット診断装置を開発した。CO(30%)とH(70%)の混合ガスのガスジェットに対する散乱光の角度分布を測定したところ、サブミクロンサイズのCOクラスターが生成されていることが明らかになった。また、ガスジェットに対して干渉像を取得し、ガス密度を求めた。
