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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。
小瀧 秀行; 林 由紀雄; 森 道昭; 神門 正城; Koga, J. K.; Bulanov, S. V.
no journal, ,
高強度レーザーのブルーシフト現象には、レーザーがプラズマを生成するときの屈折率変化によって起こるものと、航跡場による光子加速の2つがある。屈折率変化によるシフトは、プラズマ密度に依存し、集光強度や相互作用距離に依存しない。一方、光子加速は、集光強度や相互作用距離に依存する。3TW, 40fsのチタンサファイアレーザーをガスジェットに集光し、透過光計測を行った。ガスジェットノズルの位置、ガス密度及び集光強度を変化させながら計測を行い、ガス密度(プラズマ密度)依存性及び相互作用距離及び強度依存性について調べた。透過光の周波数シフト量は、相互作用距離に比例しており、光子加速の影響が大きいと考えられる。また、相互作用距離が長い部分に関しては、シフト量は集光強度に依存するが、相互作用距離が短い部分に関しては、集光強度に依存しない周波数シフトが観測された。これは屈折率変化に伴う周波数シフトと考えられる。また、レーザープラズマ相互作用において、相対論的自己収束によりプラズマチャネルが形成される。レーザープラズマ相互作用によるブルーシフト現象とプラズマチャネル形成との関係についても報告する。
坪内 雅明; 永井 正也*; 大島 康裕*
no journal, ,
シリコン表面への近赤外光励起により生成されるキャリアは、THz領域の光に強く影響を与えるためTHz光透過の阻害要因となる一方、THz光の光スイッチ等の疑似光学素子としての利用が提案されている。キャリアによる精密なTHz光の光学制御を行うためには、キャリアのシリコン内空間分布とダイナミクスを精査する必要がある。そこで本研究では、光学励起・THz検出時間分解測定法を用いて、シリコン内部のキャリアダイナミクスを直接測定する手法を開発した。
岡 潔; 関 健史; 赤津 朋宏
no journal, ,
原子力機構において技術開発を進めてきた複合型光ファイバは、高エネルギーと映像情報の両方を扱うことができる特殊なファイバである。この複合型光ファイバは、核融合炉及び大型原子力施設における保守保全技術開発に役立つ特殊ツールとして誕生した。原子炉内部の燃料集合体や熱交換器の伝熱配管など、本ファイバが役立つ狭隘箇所は数多くある。本技術は汎用性が高いため、現在では、種々の計測機器と統合された診断治療機器として医療分野への応用を積極的に推進中である。本報では、複合型光ファイバの基本構造及び医療分野への応用例について紹介する。
錦野 将元; 長谷川 登; 富田 卓朗*; 武井 亮太*; 馬場 基芳*; 河内 哲哉; 山極 満; 末元 徹
no journal, ,
近年、リップル形成やナノアブレーションなどのフェムト秒レーザーアブレーションに関する興味深い現象が数多く報告されているが、その基礎的なメカニズムは理解されていない。われわれはプラズマ励起軟X線レーザーによる軟X線干渉計を用いたアブレーションフロントの膨張過程の観測、及び軟X反射率計測からアブレーションフロントの表面状態について議論を開始している。特に、ガウス型の強度分布を持ったポンプ光(795nm)を用いることで、局所フルエンスに対するアブレーションダイナミクスの依存性を明らかにすることを試みている。反射率計測においては、局所照射フルエンスに対して明確な閾値特性を持ったアブレーションダイナミクスの変化が起こることが明らかになりつつある。しかし、これまでに干渉計測と反射率計測を併せたアブレーションダイナミクスの検討は十分に行えていなかった。本研究では系統的な計測時間やポンプレーザー照射強度における軟X線干渉計測と軟X線反射率計測の結果を比較し検討を行う。
桐山 博光; 森 道昭; 下村 拓也; 田上 学; 近藤 修司; 金沢 修平; 大東 出; 鈴木 将之*; 岡田 大; 越智 義浩; et al.
no journal, ,
レーザー学会業績賞(論文賞)受賞を受け、原子力機構関西光科学研究所で開発している高強度レーザーについて、記念講演として報告する。講演では、(1)超高強度レーザーとしてパルス幅30fs/エネルギー18J/シングルショットで動作するOPCPA/Ti:sapphireハイブリッドレーザーシステム、(2)小型・高強度レーザーとしてパルス幅500fs/エネルギー100mJ/繰り返し10Hzで動作するOPCPA/Yb:YAGハイブリッドレーザーシステムについての構成、詳細な動作特性、及び今後の展開について紹介する。
赤木 浩; 笠島 辰也*; 熊田 高之; 板倉 隆二; 横山 淳; 長谷川 宗良*; 大島 康裕*
no journal, ,
強レーザー場中における分子整列及びイオン化の角度依存性を用いて、N2分子の同位体選択的イオン化を行った。直線偏光のフェムト秒レーザーパルスを14-N2と15-N2の混合ガスに対して照射し、回転波束を生成し、その後、一方の同位体分子のみ整列する時刻に、別の直線偏光高強度フェムト秒レーザーパルスを照射することによって、同位体選択的にイオン化することができた。
板倉 隆二; 生田 朋也*; 穂坂 綱一*; 赤木 浩; 横山 淳; 山内 薫*; 神成 文彦*
no journal, ,
強レーザー場によって誘起されるエタノールの解離性イオン化ダイナミクスについて、光電子・イオン運動量同時計測画像法を用いて調べた。本研究では、(1)イオン化直後の状態を反映した光電子エネルギーと、(2)フラグメントイオンの運動エネルギーの相関に着目した。この相関から、イオン化から最終生成物に至るまでの間にレーザー場から獲得する分子内エネルギーが、イオン化・解離経路によって異なることが明らかとなった。
寺田 隆哉; 伊東 富由美; 西村 昭彦
no journal, ,
狭隘部における二種類のレーザープロセシング技術開発に取り組んでいる。一つはナノ秒パルスレーザーを用いた表面クリーニングとLIBSを行う技術、もう一つはCWレーザーを用いた肉盛り溶接技術である。レーザー伝送用ファイバの周囲に画像伝送用ファイバを配置した複合型光ファイバシステムにより狭隘部での画像観察とレーザー照射を実現している。高経年化プラントへの適用を見据えた取り組みについて報告する。
金崎 真聡; 福田 祐仁; 榊 泰直; 余語 覚文; 神野 智史; 西内 満美子; 服部 篤人*; 松川 兼也*; 近藤 公伯; 小田 啓二*; 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、高エネルギーイオンのみではなく、100MeVを超える指向性の高い電子線も同時に発生する。このような高エネルギー電子線が実験装置を構成する物質中に入射した場合、制動放射によりエネルギーの高い光子を放出し、発生した光子は、物質中の原子核との光核反応により中性子を発生する。CR-39固体飛跡検出器は、電子線やX線など低LET放射線との混成場においてもイオンのみを選択的に検出可能なため、レーザー駆動イオンビーム診断に幅広く利用されているが、これら一連の反応を通じて発生する光中性子は、CR-39内部の水素原子を反跳することで間接的に飛跡を残し、CR-39上にエッチピットを形成するためバックグランドノイズとなる。高精度なイオンビーム診断のためには、光中性子によるエッチピット形成をできるだけ低減させる必要がある。そこで本研究では、モンテカルロシミュレーションを用い、CR-39に入射する光中性子数が最小に抑えられるよう、積層型検出器の設計と検出器設置場所の検討を行った。
:YSGG
))レーザー小菅 淳; 岡田 大; 桐山 博光; 永島 圭介; 柳谷 高公*; 八木 秀喜*; 明珍 憲幸*
no journal, ,
世の中で用いられている高強度パルスレーザーの一つとしてNd添加系レーザーがあるが、残念ながらパルス幅はフェムト秒領域まで短くならない。最近、新しいセラミックレーザー媒質である、Nd添加混合スカンジウムガーネット(Nd
:(GSAG:YSGG))の開発が行われた。このNd:(GSAG:YSGG)は、広いスペクトル幅(5nm)を持ち、Ndガラス系媒質と比較して4倍高い熱伝導率を持つ。そして、透明なレーザー媒質となりうる高品質のセラミックスは、媒質の大きさに関して優れた拡張性を持ち、さらに単結晶と比較して優れた破壊靱性を持つので、高出力レーザー開発に関して大きな可能性を持っている。この発表で、われわれは初めてレーザーダイオード励起モードロックNd添加混合スカンジウムガーネットセラミックレーザーの実証に成功した。今後、共振器のデザインを最適化することによりカーレンズモードロックを用いたフェムト秒パルス発生を目指し、さらにこのセラミック媒質を増幅媒質として用いて高平均出力レーザー開発を目指す。
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。
,n)反応による中性子特性の評価榊 泰直; 福田 祐仁; 金崎 真聡; 西内 満美子; 神野 智史; 余語 覚文; 深見 智代; 渡辺 幸信; 佐藤 達彦; 仁井田 浩二*
no journal, ,
レーザー駆動型イオン加速では、加速電場を作り出す高エネルギー電子が大量に発生するが、一般にこれらの電子はダンプされる過程において、ある確率断面積において電子が発生する光子による中性子(,n:光中性子反応)を発生する。発生する中性子量によっては、放射線管理上の問題を十分に検討する必要があるため、実測とモンテカルロによりその評価を行ったので報告する。
線を用いた重元素の非破壊検出早川 岳人
no journal, ,
レーザーコンプトン散乱線の核共鳴蛍光散乱による物質の非破壊測定技術の研究が世界各国で進んでいる。その中で鍵を握る技術がレーザーと電子の散乱によって生成されるレーザーコンプトン散乱線である。既存のレーザーコンプトン散乱線施設において、さまざまな原理実証実験を行っており、数cmの厚さの鉄などの金属を透過して内部に存在する物質が同定できることが既に実証されている。また、この測定技術は同位体識別能力もあり原子力分野でも非常に有効である。これらの研究の現状、将来の可能性、関連する話題について報告する。
長谷川 登; 錦野 将元; 山極 満; 河内 哲哉; 末元 徹; 富田 卓朗*; 武井 亮太*; 馬場 基芳*
no journal, ,
フェムト秒レーザー照射によるアブレーションでは、グレーティング状構造等の特異的な構造の形成や極めて微小な掘削(ナノアブレーション)等の従来のナノ秒レーザーとは異なる現象が観測されている。これらは新たな加工技術として、そのメカニズムの解明が期待されている。われわれは、フェムト秒レーザーポンプ・軟X線レーザープローブ計測法を開発し、フェムト秒レーザーアブレーション過程の観測を開始している。今回、金属表面のアブレーション過程を軟X線反射率,干渉計測の二種類の計測法により観測することで、特にレーザー照射後百ピコ秒以内の初期過程の詳細計測を行った。さらに複数の材質に対して同様の計測を行うことにより、アブレーション過程の物質依存性の観測に成功した。
西内 満美子
no journal, ,
このレーザー駆動型の陽子線が、さまざまな応用の分野において注目され続けている。その理由は、レーザー駆動型のイオン線が、今まで知られてきた既存の加速器からのイオン線と比較して、類稀な特徴を有することにある。大型のシングルショットベースのレーザーを用いた実験において、120MeVの陽子線が確認されたとの報告がある。しかしながら応用を考えた際に重要になるのは、以下に限られたエネルギーのレーザーパルスで、高エネルギーまでイオンを効率よく加速するかである。原子力機構においては、小型の繰り返しの効くレーザーを用いたイオン加速実験を行っている。最近行ったイオン加速実験において、8J, 40fs, コントラスト比10
以上のレーザーパルスを、ステンレス2umのターゲット上に10
Wcm
以上の強度で集光し、40MeVの陽子線を確認した。15MeV以上の陽子線へのレーザーからのエネルギー変換効率は1%に達している。使用したステンレス2umのターゲットは非常に頑丈でテープターゲットとして繰り返し供給が可能であるため、繰り返し40MeVの陽子線を供給でき、応用に資する際に非常に重要な結果と位置付けられる。