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Bulanov, S. V.; 山極 満; Esirkepov, T. Z.; Koga, J. K.; 神門 正城; 上島 豊; 斎藤 寛二; 若林 大輔*
Physics of Plasmas, 12(7), p.073103_1 - 073103_11, 2005/07
被引用回数：27 パーセンタイル：64.62(Physics, Fluids & Plasmas)有限の長さのプラズマ中を伝播する短パルス高強度レーザーと電子に関する理論的考察及び2次元Particle in Cellシミュレーションについて報告する。色々なプラズマ密度での中-高強度照射による高速電子のエネルギースペクトルと空間エミッタンスを解析した。プラズマの航跡場の波長よりもレーザーのパルス幅が長い領域では、航跡場で加速された電子はさらに電磁波によって加速されることがわかった。
永島 圭介; Koga, J. K.; 神門 正城
Physical Review E, 64(6), p.066403_1 - 066403_4, 2001/12
被引用回数：12 パーセンタイル：50.69(Physics, Fluids & Plasmas)対向する2つのレーザービームにより生成されたレーザー航跡場について数値計算により調べた。通常の単一の超短パルスレーザーを用いた場合のレーザー航跡場に比べると、対向する長パルスのレーザーがある場合には航跡場強度が桁違いに増大することがわかった。この場合、2つのレーザーの周波数にある程度の差が必要である。レーザー強度を増やすと比例して航跡場強度も増大し、プラズマ波の崩壊限界以下で飽和することを明らかにした。さらに、この飽和領域での航跡場の詳細について調べた。
神門 正城; Ahn, H.; 出羽 英紀; 小瀧 秀行; 上田 徹*; 上坂 充*; 渡部 貴宏*; 中西 弘*; 小方 厚*; 中島 一久
Japanese Journal of Applied Physics, Part 2, 38(8B), p.L967 - L969, 1999/08
被引用回数：23 パーセンタイル：69.06(Physics, Applied)われわれは世界で初めて、T
レーザーと呼ばれる小型の超短・大出力レーザー(典型的なパラメータは、100fs,
2TW)によって作られるレーザー航跡場へ17MeV,1nc,10psの電子ビームのシングルパルスを同期させて入射して電子加速を行った。その結果、理論的に予想される最も高いエネルギー利得が得られる共鳴密度(4
10
cm
)よりも高い密度において、100MeVを越えるエネルギー利得を得た。これは高密度領域では、イオン化フロントにおける密度勾配でレーザーが変調を受け、効果的に航跡場を励起しているためだと考えられる。
永島 圭介; 岸本 泰明; 宅間 宏*
Physical Review E, 59(1), p.1263 - 1266, 1999/01
被引用回数：11 パーセンタイル：48.32(Physics, Fluids & Plasmas)相対論的強度の短パルスレーザーを用いて共鳴励起非線形レーザー航跡場から極短パルスの電子ビームを生成する方法を提案した。薄いプラズマ領域から引き出される電子ビームの量は10c/m
程度まで得られることがわかった。レーザー強度が高く、電磁場中での電子の振動エネルギーが静止質量の数十倍程度まで大きい場合には、プラズマ中で生成された航跡場は短時間で崩壊してしまい、時間的に密集した一塊の電子ビームが生成されることを見出した。この電子ビームのパルス幅はレーザーの波長より短く、およそ1fs程度となり、また、そのエネルギーは最高で数10MeVまで広がっていることを明らかにした。これらの研究は、2次元の粒子コードを用いたものである。また、こうした極短パルス電子ビームを利用して短パルスのX線発生が可能となる。
加藤 進*; 岸本 泰明; Koga, J. K.
Physics of Plasmas, 5(1), p.292 - 299, 1998/01
被引用回数：25 パーセンタイル：61.85(Physics, Fluids & Plasmas)トンネルイオン化を考慮した粒子シミュレーションを用いて、レーザー光が航跡場を励起するための条件[レーザーのパルス幅:L(laser)
=プラズマ波の波長:1(plasma)]を満足しない場合において、イオン化で自己変調を受けた高強度レーザー光によって、大振幅の航跡場が励起・増幅されることを見出した。イオン化による急速なプラズマ生成時の密度勾配と一緒にレーザーパルスが伝播することにより、パルスの先端が徐々に急峻になることで、この変調は特徴づけられる。その結果として、航跡場は伝播に伴って増幅され、大振幅となる。イオン化を伴うレーザー光の伝播では、大きさの大小はあるが、プラズマ波のこの増幅は常に起こる。
中島 一久; 中西 弘*; 小方 厚*; 原野 英樹*; 上田 徹*; 上坂 充*; 渡部 貴宏*; 吉井 康司*; 出羽 英紀; 細貝 知直; et al.
Proceedings of 6th European Particle Accelerator Conference (EPAC98) (CD-ROM), p.809 - 811, 1998/01
光量子科学センターレーザー加速研究グループは高エネルギー加速器研究機構、東京大学原子力工学施設と共同でテーブルトップテラワットレーザーを用いたレーザー航跡場加速実験を実施し、17MeVの電子ライナックからのビームをピーク出力2TWパルス幅90fsのレーザーパルスによる航跡場において200MeV以上まで加速することに成功した。またこれを裏付ける航跡場の直接測定矢レーザーパルスの自己チャネリングの観測にも成功しており加速実験結果と良い一致を示している。さらにレーザー加速実験の高度化のためのフォトカソード電子銃を用いた高品質電子源の開発、高精度エネルギー測定のためのエマルジョン検出器を用いたスペクトロメーターの開発、高強度レーザーパルスの長距離伝播のためのキャピラリー放電プラズマ導波路の開発についても述べ、今後のレーザー加速実験計画について発表する。
小瀧 秀行; 中島 一久*; 神門 正城*; H.Ahn*; 出羽 英紀*; 近藤 修司; 酒井 文雄*; 渡部 貴宏*; 上田 徹*; 中西 弘*; et al.
Proc. of 11th Symp. on Accelerator Sci. and Technol., p.513 - 515, 1997/00
プラズマ中に超短・大出力レーザーパルスを集光させると、レーザーの強いポンデラモーティブ力によってプラズマ電子がはじかれ、レーザーパルスの後にプラズマ波が励起される(レーザー航跡場)。この電場は10GV/m~100GV/mにも及び、従来の高周波加速の100MV/mよりもかなり大きな加速勾配が実現できる。この強い電場で粒子加速を行えば、大型化の一途をたどる最先端の高エネルギー加速器の小型化に貢献できる可能性がある。我々はTレーザーと呼ばれる小型の超短・大出力レーザー(典型的なパラメータは、100fs,2TW)と東大工学部原子力工学研究施設の電子線形加速器を同期させ、電子加速実験を行った。理論的に最も高いエネルギー利得が得られる共鳴密度(410cm)よりも高い密度において、100MeVを越えるエネルギー利得を得た。我々が加速実験に先立って行ったレーザーの伝播実験では回折限界を越えた伝播を示唆する結果を得ており、この高エネルギー利得はレーザーパルスがGaussian beamと異なる伝播をプラズマ中でしていることで説明できる。
