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匂坂 明人; 内海 隆行*; 大道 博行; 小倉 浩一; 織茂 聡; 高井 満美子; 林 由紀雄; 森 道昭; 余語 覚文; 加道 雅孝; et al.
Journal of Plasma Physics, 72(6), p.1281 - 1284, 2006/12
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Physics, Fluids & Plasmas)高強度レーザーと物質との相互作用により、高エネルギー粒子(イオン,電子)やX線が生成される。ここで発生した高エネルギー粒子等は、さまざまな応用が提案されテーブルトップの放射線源として注目されている。このような高強度レーザーと物質との相互作用の物理過程を調べるうえで、レーザーのプリパルスによって生成されるプリプラズマを評価しておく必要がある。本研究では、高強度レーザーを金属ターゲットに照射した時のプラズマ密度プロファイルを干渉計測により測定し、測定結果を多次元流体シミュレーションコードによる計算と比較した。実験は、チタンサファイアレーザー(中心波長800nm,パルス幅50fs)を集光用のポンプ光と計測用のプローブ光に分け、ポンプ光をアルミターゲットに照射し、発生するプリプラズマをプローブ光の干渉計測によって測定した。ポンプ光の集光強度は
5
10
W/cm
であり、干渉縞はバイプリズムを用いてレーザービームの波面を傾けることによって生成した。ポンプ光とプローブ光の時間差を調整することにより、メインパルスの約10ps前からプリプラズマの測定を行った。測定結果を多次元流体シミュレーションコードによる計算と比較し、プリパルスとの関連性を調べた。
匂坂 明人; Pirozhkov, A. S.; 大道 博行; 福見 敦*; Li, Z.*; 小倉 浩一; 余語 覚文; 大石 祐嗣*; 名雪 琢弥*; 藤井 隆*; et al.
Applied Physics B, 84(3), p.415 - 419, 2006/09
被引用回数：20 パーセンタイル：65.03(Optics)高強度レーザーと薄膜との相互作用により生成される高エネルギーのX線,イオン,電子は、テーブルトップの放射線源として注目されさまざまな応用が提案されている。ここでレーザーと薄膜との相互作用の物理過程を調べるうえで、レーザーのプリパルスによって生成されるプリフォームドプラズマを評価しておく必要がある。本研究では、高強度レーザーを金属ターゲットに照射した際のプリフォームドプラズマを測定するため、2波長干渉計の開発を行った。実験は、電力中央研究所設置のチタンサファイアレーザー(中心波長800nm,パルス幅65fs)を集光用のポンプ光と計測用のプローブ光に分け、ポンプ光を銅テープターゲットに照射し、発生するプリフォームドプラズマをプローブ光の干渉計測によって測定した。ポンプ光の集光強度は210
W/cmであり、プローブ光は、基本波(800nm)と2倍高調波(400nm)の2波長を用いて計測を行った。二つの波長によって得られた電子密度分布を組合せることにより、これまでの単一波長による計測よりも広い密度領域の計測に成功した。この計測法は、メインパルスと薄膜との相互作用の解明に有用な方法である。
森 道昭; 神門 正城; Pirozhkov, A. S.; 林 由紀雄; 余語 覚文; 吉村 憲久; 小倉 浩一; 高井 満美子; 匂坂 明人; 織茂 聡; et al.
Plasma and Fusion Research (Internet), 1(9), p.042_1 - 042_4, 2006/09
レーザープラズマイオンビーム源のエネルギー分布を評価するための検出素子の実演を行った。保護層のないイメージングプレートをトムソンパラボラ分光器の検出素子として用いた。イメージングプレートトムソンパラボラ分光器(IPTPS)は光電的なデジタル技術により、レーザー駆動イオンビームのエネルギー分布に使えるものである。
匂坂 明人; 内海 隆行*; 大道 博行; 小倉 浩一; 織茂 聡; 林 由紀雄; 高井 満美子; 森 道昭; 余語 覚文; 加道 雅孝; et al.
レーザーエネルギー学研究センター平成17年度共同研究成果報告書(平成17年4月-平成18年3月), p.61 - 62, 2006/07
高強度レーザーと物質との相互作用により、高エネルギー粒子(イオン,電子)やX線が生成される。ここで発生した高エネルギー粒子等は、さまざまな応用が提案されテーブルトップの放射線源として注目されている。このような高強度レーザーと物質との相互作用の物理過程を調べるうえで、レーザーのプリパルスによって生成されるプリプラズマを評価しておく必要がある。本研究では、高強度レーザーを金属ターゲットに照射した時のプラズマ密度プロファイルを干渉計測により測定し、測定結果を多次元流体シミュレーションコードによる計算と比較した。実験は、チタンサファイアレーザーを集光用のポンプ光と計測用のプローブ光に分け、ポンプ光をアルミターゲットに照射し、発生するプリプラズマをプローブ光の干渉計測によって測定した。干渉縞はバイプリズムを用いてレーザービームの波面を傾けることによって生成した。ポンプ光とプローブ光の時間差を調整することにより、プリプラズマの測定を行った。測定結果を多次元流体シミュレーションコードによる計算と比較し、プリパルスとの関連性を調べた。
匂坂 明人; 大道 博行; 福見 敦*; 高井 満美子; 余語 覚文; Li, Z.*; 小倉 浩一; 織茂 聡; 林 由紀雄; 森 道昭; et al.
Proceedings of RCNP-JAEA Workshop on Nuclear Photon Science "Hadron-nuclear physics probed by photon", p.195 - 200, 2006/00
高エネルギーのイオン, 電子, X線などが超短パルス高強度レーザーと物質との相互作用により発生する。高強度チタンサファイアレーザーを用いて、レーザー強度2.710 W/cmで薄膜ターゲットに照射し、高エネルギー陽子を測定した。その結果、陽子の最大エネルギーとして900keVが得られた。
福見 敦*; 高井 満美子; 大道 博行; Li, Z.*; 匂坂 明人; 小倉 浩一; 織茂 聡; 加道 雅孝; 林 由紀雄; 森 道昭; et al.
Physics of Plasmas, 12(10), p.100701_1 - 100701_4, 2005/10
被引用回数：45 パーセンタイル：79.74(Physics, Fluids & Plasmas)p, s, 円偏光レーザーパルスを3
m厚のタンタルターゲットに照射し、生成されるプロトンの依存性を計測した。いずれの偏光条件でもプロトンは薄膜ターゲットのターゲットノーマル方向のみに観測された。プロトンの最大エネルギーはp, s, 円偏光でそれぞれ880keV, 610keV, 660keVとなり、p偏光時にエネルギー,収量が最大となった。p偏光とs偏光の違いを、同時に測定した電子スペクトルの結果と比較し議論した。
匂坂 明人; 余語 覚文; 大道 博行; 福見 敦*; Li, Z.*; 小倉 浩一; 高井 満美子; 織茂 聡; 林 由紀雄; 森 道昭; 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発生する高エネルギーのX線,イオン,電子は、テーブルトップの放射線源として注目されている。特に高エネルギーイオンについては、医療用としての小型加速器への利用が期待されている。レーザー励起の高エネルギーイオン発生を目的とし、プロトン発生の実験を行った。電力中央研究所設置のチタンサファイアレーザー(中心波長800nm,パルス幅55fs)を用いて、銅の薄膜ターゲットに照射した。集光強度は910W/cmであった。レーザー集光軸のターゲット位置に対するプロトン発生の最適化を行った。その結果、集光点よりも150mほどずれた位置でプロトンの最大エネルギーが1.5MeVに達した。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。
匂坂 明人; 中村 衆; 森 道昭; 大道 博行; 福見 敦*; 小倉 浩一; 織茂 聡; 林 由紀雄; 高井 満美子; 余語 覚文; 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発生する高エネルギーのX線,イオン,電子は、テーブルトップの放射線源として注目されている。特に高エネルギーイオンについては、医療用としての小型加速器への利用が期待されている。本研究では、レーザー励起の高エネルギーイオン発生を目的とし、プロトン発生の実験を行った。原子力機構設置のチタンサファイアレーザー(JLITE-X)を用いて、チタンの薄膜ターゲットに照射した。集光強度は、ビームウエストで310
W/cmであった。プロトン計測と同時にレーザーのプリパルスにより生成されるプリフォームドプラズマを干渉計測により測定した。プリフォームドプラズマサイズに対するプロトン発生の依存性を調べた結果、プリフォームドプラズマを抑制することでプロトンの発生量が大きく変化することがわかった。
森 道昭; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 神門 正城; 林 由紀雄; 大東 出; 福見 敦*; 余語 覚文; 高井 満美子; 織茂 聡; et al.
no journal, ,
準相対論的強度におけるレーザーと物質の相互作用を研究する目的でJLITE-Xチタンサファイアレーザー装置を開発した。レーザー開発後、準単色構造を持った荷電粒子の発生実験を行った。初めにわれわれは、ピーク出力1TW/パルス幅220fs/集光強度
のレーザー光を、水素炭化物が100nm以下にコートされているチタン3m薄膜に照射し、それにより得られるMaxwell-Boltzmann分布のエネルギー構造を持った最大エネルギー700keVの陽子ビームを、RF加速器技術に基づいた位相回転器を用いてエネルギー構造の準単色化を行った。この結果、最大で600keV近辺にピークを持つ準単色構造の陽子ビームが得られることを明らかにした。さらに、ターゲットをヘリウムガスジェットに替えて、ピーク出力3TW/パルス幅70fs/集光強度
のレーザー光を照射し、セルフインジェクション・自己変調型レーザー航跡場加速領域でエネルギー20MeV・発散角7.5mrad・電荷量0.8pCの電子ビームをプラズマから発生させ、初めて準相対論領域すなわち
を下回る強度においてレーザー駆動準単色電子発生が可能であることを実験的に明らかにした。これらの結果は、数テラワットの小型レーザーシステムでも、プラズマ物理研究ばかりでなく、応用を前提とした高エネルギー荷電粒子源にも使えることを示している。
森 道昭; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 織茂 聡; 高井 満美子; 余語 覚文; 桐山 博光; Ma, J.-L.; 金沢 修平; 近藤 修司; et al.
no journal, ,
昨年京都大と共同で位相回転器によるレーザー駆動プロトンビームのエネルギー圧縮の原理実証を行った。この実験では、パルス幅210fs・ピーク出力1TWのレーザー光を、f/13(f=650mm)の軸外し放物面鏡で厚み5ミクロンのチタン薄膜上に集光・照射し、ターゲット裏面から発生する最大900keVのプロトンビームを位相回転器に入射させエネルギーを圧縮した。その結果、最大650keVの準単色構造の生成とエネルギー圧縮に伴う3倍近いプロトン発生量の向上が得られた。現在、100TW級Ti:Saレーザーにスケールアップし2MeV級の位相回転の実証に向けレーザーとターゲットの最適化を含めた整備を進めている。最適化には、プレパルスを含む時間プロファイル・空間形状(集光条件)・波長といったレーザー条件と、ターゲット材質・ターゲット厚・表面形状・状態といったターゲット条件これらを総合的に評価する必要がある。講演では、JLITE-Xでの結果も含めこれらの最適化について報告する。
余語 覚文; 小倉 浩一; 織茂 聡; 匂坂 明人; 高井 満美子; 森 道昭; Pirozhkov, A. S.; 大道 博行; 中村 衆*; 白井 敏之*; et al.
no journal, ,
集光強度が10 W/cm
を超える高強度レーザーを薄膜ターゲットに照射すると、相対論的プラズマの生成によりX線や電子、及びMeV級のイオンが発生する。飛行時間(TOF)エネルギー分析装置を用いて、高速プロトンのオンラインエネルギー測定を行ったので報告する。実験は日本原子力研究開発機構,電力中央研究所及び韓国光州科学技術院(GIST)において行った。ここではGISTでの成果を報告する。中心波長800nm,パルス幅40-200fsの極短パルスレーザーをターゲット垂直方向に対し45
の方向からp偏光で薄膜ターゲットに照射した。集光強度は3-810 W/cmであった。ターゲット裏面の垂直方向にTOF分析装置を設置し、発生プロトンのエネルギースペクトルを測定したところ、プラトー状の高エネルギー成分やエネルギーカットオフが明確に測定された。プロトン発生条件の最適化により、エネルギー620mJ, パルス幅100fsのレーザーで最大エネルギー2.4MeVのプロトンを得た。本講演では、プロトン発生のレーザーパルス幅依存性及びショットごとのオンライン計測によるプリパルス強度依存性について報告する。
高井 満美子; 大道 博行; 匂坂 明人; 小倉 浩一; 織茂 聡; 加道 雅孝; 余語 覚文; 森 道昭; 林 由紀雄; Bulanov, S. V.; et al.
no journal, ,
チタンサファイアテラワットレーザーと金属薄膜ターゲットとの相互作用により、非常に直進性のよい、広がり角度10度程度のサブメブ領域のプロトンビームが得られた。このプロトンビームを使って、ミクロンサイズのメッシュ構造の影絵を取得することに成功した。この影絵を使うことにより、プロトンビームの定量的な評価を行い、横エミッタンスが0.1
mm mrad以下であることがわかった。
匂坂 明人; 大道 博行; 余語 覚文; 小倉 浩一; 織茂 聡; Ma, J.-L.; 森 道昭; Pirozhkov, A. S.; 高井 満美子; 大石 祐嗣*; et al.
no journal, ,
高強度レーザーと物質との相互作用により生成される高エネルギーのX線,イオン,電子は、テーブルトップの量子ビーム源として注目されさまざまな応用が提案されている。特に高エネルギーイオンについては、医療用としての小型加速器への利用が期待されている。今回、レーザー励起の高エネルギーイオン発生を目的とし、薄膜ターゲットからのプロトン発生実験を行った。電力中央研究所設置のチタンサファイアレーザー(中心波長800nm,パルス幅50fs)を用いて、銅とポリイミドの薄膜ターゲットに照射した。厚さ3mの銅ターゲットを用いた場合、プロトンの最大エネルギーは1MeV程度であった。一方、厚さ7.5mのポリイミドターゲットを用いた場合、プロトンの最大エネルギーは2MeVを超えて発生した。ポリイミドターゲットを用いた場合、銅ターゲットよりもプロトンの最大エネルギーが2倍程度増加することがわかった。講演では、得られた実験結果の詳細について報告する予定である。
