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論文

Laser-driven proton acceleration from a near-critical density target

余語 覚文; 大道 博行; Bulanov, S. V.; Esirkepov, T. Z.; 根本 孝七*; 大石 祐嗣*; 名雪 琢弥*; 藤井 隆*; 小倉 浩一; 織茂 聡; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 112, p.042034_1 - 042034_4, 2008/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:58.25

集光強度10$$^{19}$$-W/cm$$^2$$の高強度レーザーを、厚さ7.5$$mu$$mの絶縁体(ポリイミド)薄膜に照射し、最大エネルギー3.8MeVのプロトン発生に成功したので報告する。なお、高強度レーザーのエネルギーは0.8J、パルス幅は45fs、メインパルスに伴うASEプリパルスのコントラスト比は10$$^5$$であった。発生したプロトンの測定には、独自に開発した飛行時間(TOF)エネルギー分析装置によるオンライン分析が行われた。2台のTOF分析器を用いることで、プロトンエネルギースペクトルの発生方向依存性の評価を行い、その結果、プロトンの高エネルギー成分は、レーザー進行方向へシフトしており、レーザー集光条件に強く依存することが明らかになった。講演ではこのプロトン発生機構についても議論する。

論文

Counter-crossing injection for stable high-quality electron beam generation via laser-plasma interaction

小瀧 秀行; 大東 出; 林 由紀雄; Ma, J.-L.; Chen, L.-M.; 神門 正城; Esirkepov, T. Z.; 福田 祐仁; 本間 隆之; Pirozhkov, A. S.; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 112(4), p.042031_1 - 042031_4, 2008/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:58.25

高強度レーザーで励起されるプラズマウェーク場によって小型の高品質電子ビーム源をつくることが可能となる。しかし、1パルスの場合、電子のトラップと加速を同一のレーザーパルスで行うため、安定領域が非常に狭く、電子の発生が不安定になってしまう。そこで、2パルス衝突型の高品質電子ビーム発生を行った。3TW, 70fsのチタンサファイアレーザーを用いて、衝突角45$$^{circ}$$での2パルスクロスでの高品質電子ビーム発生実験を行った。この実験により、ピークエネルギー14MeV,エネルギー分散11%,電荷量22pC,規格化エミッタンス1.6$$pi$$mm mrad,単色電子の発生率50%で高品質電子ビーム発生に成功した。2パルスの使用により、ウェーク場への電子トラップと加速とが分離でき、レーザーやプラズマ密度等のパラメーターを最適化することにより安定な高品質電子ビーム発生が可能であることを示した。

論文

Detailed atomic modeling of Sn plasmas for the EUV source

佐々木 明; 砂原 淳*; 西原 功修*; 西川 亘*; 小池 文博*; 田沼 肇*

Journal of Physics; Conference Series, 112, p.042062_1 - 042062_4, 2008/00

 被引用回数:4 パーセンタイル:86.3

リソグラフィ用EUV光源として求められる、波長13.5nmにおけるSnプラズマの発光効率の向上,最適化のために、HULLACコードによって計算された原子データから求めた輻射輸送係数を用いて流体シミュレーションを行っている。理論,実験スペクトルの詳細な比較より、4から14価までのSnイオンの4d-4f, 4p-4d, 4d-5p, 4d-5f共鳴線とサテライト線が発光におもに寄与することが明らかになった。CIの効果を考慮して発光線波長を行い、さらに電荷交換分光法による実験との比較により原子データの精度が向上した。また、モデルを変えた反復計算により、サテライト線への寄与が大きい多電子励起,内殻励起状態が明らかになり、流体シミュレーションの精度が向上した。プラズマの密度が低いほど発光スペクトルが狭窄化し効率が高まるため、CO$$_{2}$$レーザー励起は高効率化のためにも有利なことがわかった。

論文

Evaluation of fast EUV scintillator using 13.9 nm X-ray laser

田中 桃子; 古河 裕之*; 村上 英利*; 斎藤 繁喜*; 猿倉 信彦*; 錦野 将元; 山谷 寛; 永島 圭介; 鏡谷 勇二*; Ehrentraut, D.*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 112(4), p.042058_1 - 042058_4, 2008/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:58.25

EUV領域の光学技術はこの波長領域の光が次世代リソグラフィーの光源として有望であることから盛んに研究されている。効率的で高速のシンチレーターはキーデバイスの一つである。ここでは、13.9nmのEUVレーザーを用い、酸化亜鉛,窒化ガリウムのシンチレーション特性について計測した結果を報告する。計測は、試料にEUVレーザーパルスを照射し、分光ストリークカメラを用いて発光の時間分解分光観測を行った。その結果、酸化亜鉛で発光寿命3ns,中心波長380nm、窒化ガリウムでは発光寿命5ns,中心波長370nmの発光が確認された。このことから、シンチレーション物質としては酸化亜鉛の方がより好適であることが見いだされた。

論文

Two dimensional radiation hydrodynamic simulation for extreme ultra-violet emission from laser-produced tin plasmas

砂原 淳*; 佐々木 明; 西原 功修*

Journal of Physics; Conference Series, 112, p.042048_1 - 042048_4, 2008/00

 被引用回数:19 パーセンタイル:97.98

次世代半導体リソグラフィ光源として用いる、レーザープラズマEUV光源の1次元及び2次元輻射流体シミュレーションを行い、最近の実験結果との比較によるベンチマークを行った。Snプラズマについての計算結果は、実験の温度,密度プロファイル,変換効率,X線スペクトルを再現した。プラズマはオパシティが大きく、輻射の自己吸収の効果を考慮することが重要なことがわかった。

論文

EUV light source by high power laser

井澤 靖和*; 西原 功修*; 田沼 肇*; 佐々木 明; 村上 匡且*; 砂原 淳*; 西村 博明*; 藤岡 慎介*; 青田 達也*; 島田 義則*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 112, p.042047_1 - 042047_4, 2008/00

 被引用回数:7 パーセンタイル:93.09

高出力EUV光源システムの開発のために、レーザー生成Snプラズマの理論的,実験的なデータベースの構築を行った。プラズマの基礎過程の理解のもとに、デブリ粒子の発生を抑止しつつ、高効率で高出力の発光を得るための、最適なレーザー及びプラズマの条件が明らかになった。先進的なターゲット製造技術や、高出力レーザーの技術の開発についても併せて報告する。

口頭

Demonstration of light reflection from the relativistic mirror

Pirozhkov, A. S.; Esirkepov, T. Z.; 神門 正城; 福田 祐仁; Ma, J.-L.; Chen, L. M.; 大東 出; 小倉 浩一; 本間 隆之; 林 由紀雄; et al.

no journal, , 

We present results of a proof-of-principle experiment and theoretical study of the frequency upshifting of the laser pulse reflected from the relativistic flying mirror. Experimentally, the breaking wake wave is created by a Ti:S laser pulse (2 TW, 76 fs) in helium plasma with the electron density of $$approx 4-6 times 10^{19}$$ cm$$^{-3}$$. The incidence angle of the second laser pulse on the flying mirror is 45$$^circ$$, so the frequency upshifting factor is $$approx 3.4 gamma^2$$. The reflected radiation is observed in 24 shots using a grazing-incidence spectrograph. The wavelength changes from 7 to 14 nm, which corresponds to the frequency upshifting factors of 50-110 and the $$gamma$$-factors of 4-6. The reflected signal contains at least $$3 times 10^7$$ photons/sr. The new source promises the generation of coherent ultrashort XUV and X-ray pulses with tunable wavelength and duration, with the possibility of focusing to record intensities.

口頭

Laser fusion and high field science in Japan and in Asia

加藤 義章

no journal, , 

高強度光科学のための短パルス高出力レーザーと核融合用高エネルギーレーザーはアジアの多くの研究所で発展されつつある。レーザー核融合と高強度光科学は日本及びアジアにおいて目覚しい発展を遂げている。それらの最新の状況と最近の成果を報告する。日本において、新しい光科学技術プロジェクトが文部科学省の下に計画されており、レーザー・フォトニクス研究は研究ネットワークによって活発化すると予測される。

口頭

Centimeter scale long plasma channel for electron acceleration

Chen, L. M.

no journal, , 

Experiments for the laser guiding studies has been carried out with the 30 fs, 100 TW Ti:Sapphier laser pulse interaction with the long slab and discharged capillary of underdense plasma. Formation of extremely long plasma channel with its length 10 times above the Rayleigh length is observed when the laser pulse power is much higher than the critical power for relativistic self-focusing. The long self-guiding channel formation is accompanied by the quasi-monoenergetic electron acceleration with a low transverse emittance and high electric current (up to 10 nC/shot). In order to continuously elongate plasma channel, a 4 cm-scale discharged capillary was used. We successfully demonstrated laser-plasma acceleration of high-quality electron beams up to nearly half GeV.

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