1997 Fiscal Year Annual Research Report
サブサイクルレーザーパルスによる電子加速とコヒーレントX線放射
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09878086
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
北條 仁士 筑波大学, 物理学系, 助教授 (30116660)
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| Keywords | サブサイクルレーザーパルス / 電子加速 / シンクロトロン放射光 / マイクロバンチング / 高輝度X線源 / 粒子シミュレーション / コヒーレント光 |
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| Research Abstract |
1.サブサイクルレーザーパルスによる電子加速における多段加速方式について解析して,高エネルギー極限において総対論的因子γがレーザー光の振幅a_0の3分の2乗に比例することを明らかにした。これから,この方式で電子を超高エネルギーまで加速するには非常に多くの加速ステージが要求され,従って電子の超高エネルギーへの加速にはこの方式はあまり適さないことが分かった。
2.サブサイクルレーザーパルスで加速されたマイクロバンチした電子群からのシンクロトロン放射光について解析を行い,放射光がコヒーレント光になるための電子群に対する条件や,またソフトX線領域でコヒーレント放射光を得るための条件等を明らかにした。さらに実空間1次元の粒子シミュレーション結果を基にして,シンクロトロン放射光の輝度(brilliance)に関する計算も行った。固体フォイルターゲット(密度 10^<23>cm^<-3>)を用いた場合を考えると,(1)電子エネルギーが50MeVでは,フォイルの厚さが0.01〜1μmではシンクロトロン放射光は大体λ>100nmの波長に対してコヒーレント光になること,また(2)電子エネルギーが200MeVでは,フォイルの厚さが0.01〜1μmでは大体λ>10nmの波長に対してコニーレント光になること,そして(3)電子エネルギーが1GeVと高エネルギーになると,フォイルの厚さ 0.01〜0.1μmでは放射光は大体λ>1nmの波長に対して(即ち,ソフトX線領域の波長に対しても)コヒーレント光になることが分かった。
3.サブサイクルレーザーパルスとフォイルターゲットとの非線形相互作用及び付随する電子加速を解析するための実空間2次元,速度空間3次元のPIC粒子シミュレーションコードの開発も進めており,現在テストランを行っている。
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[Publications] B.Rau, T.Tajima, H.Hojo: "Microbunching and Coherent Acceleration of Electrons by Subcycle Laser Pulses" Advanced Accelerator Concepts(AIP Conference Proceedings). No.398. 766-781 (1997)
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[Publications] H.Hojo, H.Honda, N.Katsuragawa, A.Mase: "Ultrashort-Pulse Microwave-Plasma Interactions and Reflectometry" Fusion Engineering and Design. 34-35. 447-450 (1997)
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[Publications] S.Kubota, T.Onuma, A.Mase, et al.: "Development of an Ultrashort-Pulse Reflectometer for Density Profile Measurements on GAMMA 10" Japanese Journal of Applied Physics. 37・3A(印刷中). L300-L302 (1998)
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[Publications] H.Hojo, B.Rau, T.Tajima: "Particle Acceleration and Coherent Radiation by Subcycle Laser Pylses" Nuclear Inst. and Methods in Physics Research,A. (印刷中). (1998)
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[Publications] H.Hojo: "Relationship Between Density and Magnetic Field Fluctuations in the Lower-Hybrid Range of Frequencies" Japanese Journal of Applied Physics. (発表予定). (1998)
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[Publications] K.Akimoto, H.Hojo, A.Mase: "Interaction of Dispersive Electrostatic Pulses with Charged Particles" 1998 International Congress on Plasma Physics. (発表予定).
