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小瀧 秀行; 大東 出; 神門 正城; 林 由紀雄; 川瀬 啓悟; 亀島 敬; 福田 祐仁; 本間 隆之; Ma, J.*; Chen, L. M.*; et al.
no journal, ,
高強度レーザーとプラズマとの相互作用により生成したプラズマ振動中の電場(ウェーク場)によって荷電粒子を加速する「レーザー加速」により、パルスで低エミッタンス(指向性が高い)の電子ビームを短い加速距離で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。これを解決するため、衝突角45度及び0度(完全正面衝突)での2パルス衝突による安定な高品質電子ビーム発生「光電子入射(オプティカルインジェクション)」を行った。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。
亀島 敬; 小瀧 秀行; 神門 正城; 大東 出; 川瀬 啓悟; 福田 祐仁; Chen, L. M.*; 本間 隆之; 近藤 修司; Esirkepov, T. Z.; et al.
no journal, ,
レーザープラズマ電子加速は非常に高い電場を持っているが、加速空間が非常に短いという問題点を持っているため、その電子ビームの加速エネルギーは100MeV程度に制限されていた。近年、このレーザープラズマ電子加速が抱える問題点をキャピラリー放電管を用いることで大幅に解決がなされた。プラズマは密度が高いほど屈折率が低くなる特徴を利用して放電管の中でプラズマ密度を中心で薄く、その外周を高く分布させれば光ファイバーと同じ原理でレーザーは放電管内のプラズマ中を集光伝搬しながら相互作用する。ゆえに、加速空間を大幅に拡張することができる。この実験を2006年に中国工程物理研究院とKEK、及び原子力機構で共同実験を行い、キャピラリ放電管を用いて4.4Jのレーザーパルスの集光伝搬及び0.56GeVの電子ビームの生成に成功した。加えて、JAEAにて同様の実験を2007年に行い、1Jのレーザーパルスの集光伝搬及び電子ビームの発生に成功した。
神門 正城
no journal, ,
高出力レーザーによって励起されるプラズマ航跡場の中では、パラボラ形状をした密な構造を持つ電子密度変調が生成され、ほぼ光速で伝播する。この構造に、反対からレーザーパルスを入射すると、一部が反射される。この構造が、あたかも相対論的な飛翔鏡のように作用し、反射されるレーザー光は、時間的に圧縮され、二重ドップラー効果により周波数が上昇する。この手法を用いることで、10
W/cm
の集光強度による真空の破壊現象といった高強度物理やアト秒の高強度,コヒーレントX線発生によるアト秒科学の推進といった展望が拡がると期待される。講演では、この飛翔鏡からの反射と周波数上昇の原理を検証した実験とについて紹介する。原理検証実験では、入射光の周波数の56-110倍のXUV領域の反射光を10
photons/sr観測した。改良型実験においては、この光子数を1000倍に増大することが可能になっている。
羽島 良一
no journal, ,
X線自由電子レーザー,エネルギー回収型リニアック,レーザーコンプトン
線源などを目指して、超低エミッタンス超短パルス電子ビームの要求が高まっている。光陰極電子銃では、レーザーパルスの時間空間波形整形,陰極材料の時間応答性の改善などにより、初期エミッタンスの小さな電子ビームが原理的に発生可能であり、基礎実験が始まりつつある。また、超短パルス電子ビーム生成のためのバンチ圧縮技術では、エミッタンス増大を抑止しつつ、線形な圧縮を可能にする種々の方法が提案され、実用化されつつある。本講演では、これら超低エミッタンス超短パルス電子ビームの生成,加速,輸送における現象をビーム物理の視点から紹介する。
岡田 大; 鈴木 将之; 近藤 修司; 大東 出; 中井 善基; 下村 拓也; 杉山 僚
no journal, ,
医療応用・高強度レーザー利用研究促進を目指し、関西光科学研究所においてJ-KARENレーザー,光医療プロジェクトのYbレーザー,光ネットワークのQUADRAに対して行った、レーザーの光軸安定化に関する発表である。自動アライメント機構の評価及び、光学マウント固定手法の改良について報告した。