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益田 伸一; 神門 正城; 小瀧 秀行; 細貝 知直*; 近藤 修司; 金沢 修平; 横山 隆司*; 的場 徹; 中島 一久
Proceedings of 13th Symposium on Accelerator Science and Technology, 3 Pages, 2001/00
原研関西において、100TWレーザーを用いたレーザー航跡場加速器実験が計画されている。高速Zピンチキャピラリ放電によるプラズマ導波路の開発は、加速長をかせぐために重要な課題の一つである。これまでに、われわれは2cm長のプラズマ導波路を開発し、レーザーの導波実験に成功した。現在、1GeVレーザー加速実験のための10cm長のプラズマ導波路を開発中である。開発状況とPICシミュレーションの結果について報告する。
細貝 知直; 神門 正城; 出羽 英紀; 小瀧 秀行; 近藤 修司; 長谷川 登; 堀岡 一彦*; 中島 一久
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 455(1), p.155 - 160, 2000/11
被引用回数：1 パーセンタイル：20.05(Instruments & Instrumentation)われわれは、高速Zピンチ放電を光導波路形成に用いることを提案し研究開発を進めてきた。高速立ち上がりの電流で駆動されるZピンチ放電では、高速で収縮する同軸状電流層の前面に衝撃波が駆動され、電流層と衝撃波によってプラズマ柱のコア内部に径100
m以下の凹型のプラズマ密度分布が形成される。この収縮プロセスでZ軸上に形成されるプラズマの内部構造を光導波路としてレーザー光のガイディングに用いる。低インダクタンス電源による高速電流駆動とガスの予備電離を用いることによって、電磁流体的不安定性が成長する前にプラズマを圧縮することができ、軸方向に一様な再現性の良いシリンダー状のプラズマチャンネルが形成されることが実験とMHDシミュレーションによって確かめられている。今回このプラズマチャンネルの端面に高強度超短パルスレーザー(レーザーパワー2.2TW、パルス幅90fs)を集光(集光直径40m、集光強度
1
10
W/cm
)しガイド実験を行った。高強度超短バルスレーザーはプラズマチャンネル中を真空中の回折距離の12.5倍に相当する2cmにわたってガイドされた。
細貝 知直; 神門 正城; 出羽 英紀; 小瀧 秀行; 近藤 修司; 長谷川 登; 金沢 修平; 中島 一久*; 堀岡 一彦*
電気学会論文誌,A, 120(5), p.575 - 582, 2000/05
本論文では、キャピラリー放電励起型X線レーザーの技術をベースにした、高速Zピンチ放電光導波路を提案した。高速立ち上がりの電流で駆動されるZピンチ放電では、高速で収縮する同軸状電流層の前面に衝撃波が駆動され、電流層と衝撃波によってプラズマ柱のコア内部の径100m程度の領域に凹型のプラズマ密度分布が形成される。この収縮プロセスで中心軸上に形成されるプラズマの内部構造を積極的にレーザー光のガイディングに用いる。低インダクタンス電源による高速電流駆動とガスの予備電離を用いることによって、軸方向に一様な再現性の良いシリンダー状のプラズマチャンネルが形成されることが実験とMHDシミュレーションによって確かめられた。このプラズマチャンネルの端面に高強度超短パルスレーザー(レーザーパワー2.2TW、パルス幅90fs)を集光(集光直径40m、集光強度110W/cm)しレーザー光のガイド実験を行った。高強度超短パルスレーザーはプラズマチャンネル中を真空中の回折距離の12.5倍に相当する2cmにわたってガイドされた。
細貝 知直*; 神門 正城*; 出羽 英紀*; 小瀧 秀行; 近藤 修司; 長谷川 登; 中島 一久*; 堀岡 一彦*
Optics Letters, 25(1), p.10 - 12, 2000/01
被引用回数：130 パーセンタイル：96.81(Optics)レーザの集光強度を保ったまま回折長よりも長く伝搬させることはX線レーザやレーザ加速にとって重要な問題である。この問題に対してわれわれは高速キャピラリー放電を用いたプラズマ導波路を提案する。キャピラリー中にガスを封入し安定なZピンチ放電によって軸対称にプラズマを収縮させる。このとき、高速で軸方向に運動するプラズマ層とそれによって駆動される衝撃波でコア内部に凹型電子密度分布を持ったチャンネルが形成される。プラズマチャンネル中の凹型電子密度分布形成過程を調べるために放電ダイナミックスとチャンネル中のレーザの伝搬を観測した。また、実験結果をMHDシミュレーションを行い検討した。これらより高速キャピラリー放電の収縮過程で径~75m、長さ1cm、電子密度510
-1.510
以上の凹型電子密度分布を持つプラズマ導波路が形成されたことを実験的に確認した。
細貝 知直*; 近藤 修司; 神門 正城*; 中島 充夫*; 堀岡 一彦*; 中島 一久*
Inst. Phys. Conf. Ser., (159), p.179 - 182, 1999/00
レーザの集光強度を保ったまま回折長よりも長く伝搬させることはX線レーザやレーザ加速にとって重要な問題である。この問題に対してわれわれは高速キャピラリー放電を用いたプラズマ導波路を提案する。キャピラリー中にガスを封入し安定なZピンチ放電によって軸対称にプラズマを収縮させる。この場合、高速で軸方向に運動するプラズマ層とそれによって駆動される衝撃波でコア内部に凹型電子密度分布を持ったチャンネルが形成される。プラズマチャンネル中の凹型電子密度分布形成過程を調べるために放電ダイナミクスとチャンネル中のレーザの伝搬を調べた。また実験結果をMHDシミュレーションを行い検討した。これらより、高速キャピラリー放電の収縮過程で径~100m長さ1cm電子密度勾配110cm
-110cm以上の凹型電子密度分布を持つプラズマ導波路が形成されたことを確認した。
上原 和也; 内藤 磨; 関 正美; 星野 克道
Physical Review Letters, 64(7), p.757 - 760, 1990/02
被引用回数：4 パーセンタイル：46.26(Physics, Multidisciplinary)磁気核融合装置に於けるプラズマ輸送の簡単な物理的描像は加熱パワーの印加によってもたらされるエネルギー閉じ込め時間の劣化と、プラズマ電流の印加によってもたらされる閉じ込め時間の改善について確かな情報を与えてくれる。前者はボーム的拡散に依るものであり、後者はZピンチャ特性と放射損失の増加によるプラズマへの消香パワーの減少に依るものであることが示されている。非誘導電流駆動を含むプラズマ電流を流すことによるプラズマへの運動量入射は、加熱によって引き起こされた閉じ込め時間の減少を補償している。
