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永島 圭介; 岸本 泰明; 宅間 宏*
Superstrong Fields in Plasmas, p.192 - 197, 1998/00
相対論的な高強度極短パルスレーザーのプラズマ中での伝搬を2次元の粒子コードを用いて調べた。高密度プラズマ領域でのレーザー伝搬は、X線レーザー、レーザー加速等の応用上極めて重要な研究課題である。ここでは、臨界密度近傍の薄い層状プラズマにレーザーを入射した場合の伝搬、吸収、反射等を調べると同時に、非線形工学媒質としてのプラズマ特性についても調べた。プラズマが臨界密度以下の場合、伝搬方向の光圧力による半波長の電子密度変動が観測されるが、臨界密度近傍では、波長程度の大きさの電子密度のバブルが形成される。この結果、レーザーパルス自身も波長程度の固まりに分裂し、プラズマによる吸収率も大きくなることが分かった。
宅間 宏
Proceedings of 1st International Conference on Superstrong Fields in Plasmas, p.509 - 515, 1997/00
最近のCPA増幅によるレーザー技術の進歩によって、実験室規模の装置によって従来核融合用巨大システムでしか実現できなかったような100TW級以上の出力が通常の実験室規模の装置によって発生可能となり、またパルス幅もフェムト秒程度に短くすることが可能となっている。このような条件での光とプラズマの相互作用では、相対論的な効果や、電子だけにエネルギーが注入されるなど、従来見られなかったような新局面が展開され、その結果高強度のX線の発生やプラズマ中に長いチャンネルと作る光の伝播,光による電子の高エネルギー加速、さらには精密加工や医療など広範な基礎領域・応用領域で画期的な展開が期待される。原研の光量子研究計画は、このような新領域を総合的に開拓しようとなるもので、極短パルス幅・コンパクト化を特徴とする超高強度レーザーの開発,X線レーザーやレーザー加速への応用研究を中心とし、さらにそれらの結果を共同研究によって広範な領域に応用使用とするものである。すでに9.6TWのピーク出力を世界最短幅16.6fsで発生することに成功し、さらに100TW, 20fsの発生が本年中に達成される見込みである。
出羽 英紀*; H.Ahn*; 神門 正成*; 小瀧 秀行; 中島 一久*; 小方 厚*
Superstrong Fields in Plasmas, p.526 - 531, 1997/00
大強度パルスレーザーの超高電場の伝搬を測定した。レーザー光の自己収束が観測され、これがレーザーのパワーとガス圧力に依存していることがわかった。またガス中にレーザーによって発生する航跡場の測定を行った。測定によって得られた航跡場の加速勾配は、電子の加速実験から得た値とよく一致している。2次元の航跡場測定によって、プラズマ中の航跡場の軸方向に生じていることがわかった。
山川 考一; 青山 誠*; 松岡 伸一*; 赤羽 温; 宅間 宏*; C.P.J.Barty*; D.Fittinghoff*
Superstrong Fields in Plasmas, p.461 - 466, 1997/00
日本原子力研究所関西研究所では、High Field Physicsと呼ばれる新しい光量子科学分野における様々な基礎・応用研究を目的に、極短パルス・超高出力T
レーザーの開発を進めている。ここでは、すでに開発に成功した世界最短パルス幅(16fs)のピーク出力10TW、繰り返し数10Hzのチタンサファイアレーザーシステムを中心に、本Tレーザー開発において最も重要となる極短パルス(パルス幅~10fs)レーザー光の発生とその増幅過程におけるレーザー制御技術の現状について紹介する。また、現在開発中の世界最大級のピーク出力100TW(0.1PW)、パルス幅20fs、繰り返し数10Hzのチタンサファイアレーザーシステムの開発の現状を紹介すると共に、更なるピーク出力の向上と短パルス化によるペタワット級レーザーの開発についても言及する。