2017 Fiscal Year Annual Research Report
Observation of self injection point of electrons in laser wakefield acceleration
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16H07459
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
中新 信彦 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 光量子科学研究部, 主任研究員(定常) (70615509)
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| Project Period (FY) |
2016-08-26 – 2018-03-31
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| Keywords | レーザー加速 / 高エネルギー電子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は高強度・短パルスレーザーによって励起される航跡場（プラズマ波）から生成される高エネルギー電子加速の研究において、従来解明されていない、プラズマ電子が波破砕により加速場に入射される位置の特定を行うことを目的としている。
本年度は波破砕点の位置とエネルギーの相関を調べる上で必要となる電子のエネルギー計測器の改良を行った。従来の計測法では磁石で電子ビームを偏向してエネルギーごとに分離し、２次元検出器でその分布を計測する。磁石の磁場分布から軌道計算を行って、２次元検出器上の位置と到達する電子のエネルギーを関連付けることでエネルギーを評価している。磁石への電子の入射位置によって検出器に到達する電子のエネルギーが大きく異なるため、通常、磁石の入り口に径の小さいコリメータを設置して入射位置を決め、電子のエネルギーを一意に決定している。しかし、この場合コリメータを通る電子しか計測できないため、レーザー加速の不安定な電子ビームに対してエネルギーの計測ができる確率が低かった。そこで、磁石入り口に高エネルギーの電子に比較的影響を与えにくい薄い２次元検出器を配置して、偏向前の空間分布を同時計測することによって、入射位置を考慮し補正が可能なエネルギー計測器を開発した。これにより位置安定性が不安定な電子ビームに対しても高い確率でエネルギーを計測できるようになった。この計測器を用いて、量研関西研のJ-KAREN-Pレーザー(10J,40fs)を直径1cmのガスジェット標的に集光し発生する電子ビームを計測、国内最高の0.6GeV（加速勾配60GeV/m以上）の凖単色電子線の観測に成功した。一方で、今年度実施を予定していたレーザープラズマ中での自発光・散乱光の高空間分解イメージング分光計測については、分光器の絶対感度校正などの調整を行ったが、実際の分光計測までは到達できなかったため今後の課題としたい。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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