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田島 俊樹
パリティ, 19(3), p.4 - 81, 2004/03
高強度レーザー技術の進歩により20年以上も前に提案されたレーザー加速が次第に現実化してきている。これらのレーザーをガスや固体の薄膜などに適当な条件で照射することにより、高エネルギーの電子やさらにはイオンを加速することができる。こうした方法では粒子が極めてコンパクトな距離で加速できるのみならず、ビームの横の(位相空間の)広がり(横エミッタンス)が高質な(すなわち小さい)ことがわかってきた。こうしたレーザー加速の特質を踏まえると、さらにレーザーとレーザーの組合せやレーザーと従来からの加速器技術/施設の掛け合せにより、いままでに到達不可能と思われてきた物理的条件やパラメータ領域に手が届くようになる可能性を指摘できる。これはレーザー(と加速器)によって相対論的物質流などを制御し新しい物質や物理条件を創り出そうとする新しい技術体系で、私は相対論工学と呼んでいる。
大道 博行
レーザー研究, 31(11), p.696 - 697, 2003/11
本小特集では、超短パルス超高強度レーザーと物質との相互作用に関し、電離,プラズマへのレーザーエネルギーの変換,電子加熱,プラズマからの粒子,X線の放射等について順を追って解説している。超ペタワットレーザーの拓く相対論の世界と題する解説では、相対論的レーザープラズマの中で、電子のみでなく陽子も相対論効果が顕著になる10
W/cm
以上のレーザー強度のプラズマ物理について論じている。実験室宇宙物理学と題する解説では、繰り返し超短パルス高強度レーザーの特徴を活かした研究テーマを検討する。このようなレーザーによる照射で生じる固体密度プラズマを用いた極限物性状態について論じている。超強磁場生成等超高強度レーザー生成プラズマ中でおこる現象と天体現象との関連を論じている。このほか産業利用に向けた取り組みを紹介し、小特集の位置づけを行っている。
大道 博行
レーザー研究, 31(11), p.698 - 706, 2003/11
現在、集光レーザー光強度10
W/cmが達成されておりターゲット照射実験が活発に行われている。レーザーパルス幅を10フェムト秒程度にすることができれば、エネルギー1J程度で強度10W/cmが達成可能である。このレーザーのコヒーレントエネルギーがプラズマ中の電子の相対論的運動エネルギーに変換される過程を論文中で詳しく紹介している。この変換過程はレーザーのコヒーレンスを物質中のコヒーレントエネルギーに変換する過程とも解釈でき、電子はレーザー光伝播方向に集団加速される。発生する高エネルギーイオン,X線等にも指向性が生じる。相互作用を工夫するとエネルギー領域のスペクトルを狭くすることも可能であるとのシミュレーション結果もあり、アイデアを先鋭化させる必要がある。これらの結果は基礎科学に大きく貢献するのみならず、小型高繰り返し運転に支えられた産業利用への発展も示している。
田島 俊樹
Plasma Physics Reports, 29(3), p.231 - 235, 2003/03
被引用回数：5 パーセンタイル：16.93(Physics, Fluids & Plasmas)近年世界の色々の研究所で高エネルギー電子線を使った非常に輝度の高いコヒーレントなオングストローム波長帯のX線自由電子レーザーを作るための考察や計画が進んでいる。こうした第四世代光源の装置をうまく使うことで今までにない新しい応用が開かれてくる。これは、今までの放射光応用の領域(生物や物性)に加え、基礎物理の課題で今まで研究の緒につかなかったいくつかの先端領域が含まれる。例えば、光核反応,コヒーレント
線発生,非線型場理論の検証等である。これらについて考察を加える。
田島 俊樹
日経サイエンス, 32(8), p.96 - 97, 2002/08
Scienfitic American 誌2002年5月号に出たG. ムルーとD. アムスタッター両氏による論文“Extreme Light"(「卓上レーザーが放つ地上最強の光」)の解説記事である。著者のひとりムルーは、高輝度レーザー主要技術の発明者で、高強度場科学推進の第一人者である。もう一人の著者アムスタッターはレーザー加速の実験家。高強度場科学の例の内、日本でされている研究をも紹介し、それらを世界の研究のなかに位置付ける。日進月歩の先端の息吹きと高強度場科学の夜明けに日本が伍して行くうえでの必要な精神にも言及する。
加藤 義章
レーザー研究, 29(4), p.211 - 217, 2001/04
チャープパルス増幅法による高ピーク出力レーザーの出現は光科学に極めて大きな変革をもたらした。高強度場により励起された電子は相対論的な振る舞を示し、これを利用した新しいX線発生法(ラーマー放射,逆コンプトン散乱)等がシミュレーションにより提案されている。光量子科学研究センターでは実用的な100テラワットレーザーの開発を行い、それを用いた高強度場の実験を開始している。加えて現在は高強度場による超小型加速器の開発も行っている。当研究センターでは高ピーク出力レーザーの応用研究を広く行っており、特に応用志向の基礎研究に重点を置いておりさらにそれらの実用化への発展を目指している。
神門 正城; Bulanov, S. V.; Esirkepov, T. Z.; 福田 祐仁; 林 由紀雄; 金崎 真聡; 桐山 博光; Koga, J. K.; 今 亮; 近藤 公伯; et al.
no journal, ,
The high field sciences, which is typically phenomena excited by intense lasers, are considered. Such interesting fields are rapidly growing due advances in laser technology. In our institute we are upgrading the Ti:sapphire laser system to 
1 petawatt including experimental system. We aim to achieve a focused intensity of 10
W/cm
. Two pilot experiments, generation of 
100 MeV protons and 1 keV coherent X-rays, are planned to demonstrate the usable, total performance of our new J-KAREN-P experimental system. Other possible experiments such as flying mirrors and ray flash are also discussed. In addition, we present the current status of the upgrade as well as future prospects.
神門 正城; Bulanov, S. V.; Esirkepov, T. Z.; 福田 祐仁; 林 由紀雄; 金崎 真聡; 桐山 博光; Koga, J. K.; 今 亮; 近藤 公伯; et al.
no journal, ,
In order to explore high field sciences a PW-class, 30-fs, 810-nm laser is being prepared at the Kansai Photon Research Institute, Japan Atomic Energy Agency. Our laser system named J-KAREN-P is based on the previous J-KAREN, which had a high contrast ratio of 10
. Our challenge is to achieve the focused intensity of 10 W/cm on targets to explore intensity-frontier in laser matter interaction. In order to achieve this high intensity, we have paid special attention to choosing and mounting optical components. Two deformable mirrors will be used. In addition, the precise alignment of gratings in a pulse compressor becomes important in a large beam diameter of 250 mm. The present status of the upgrade will be given as well as the perspective on high field sciences such as high-energy ion generation, coherent X-ray generation, radiation pressure dominant acceleration, etc.
近藤 公伯
no journal, ,
J-KARENレーザーの高度化について、その背景について説明し、高度化の具体的内容と現状を報告する。また、高度化されたJ-KARENを用いた研究について、重イオン加速への応用と非線形QED研究への利用について講演する。
