2016 Fiscal Year Research-status Report
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16K05030
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
河内 哲哉 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 本部 経営企画部, 次長(定常) (40343941)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
錦野 将元 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, グループリーダー(定常) (70370450)
川染 勇人 香川高等専門学校, 情報工学科, 講師 (90391325)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | エックス線光学 / プラズマ科学 / 高強度レーザー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、フェムト秒からピコ秒のパルス幅を持つ高輝度X線発生技術が確立、その利用が急速に拡大しつつある。 これらのX線源の性能を最大限引き出すためには、高効率で高耐力なX線集光素子が必要不可欠であるが、 現状で、そのような光学素子が実現しているとはいえない。最近、我々はX線の蜃気楼現象をプラズマ中で初めて観測したが (Nature Commun. 2013)、その際にプラズマの特殊な電子密度分布が、 高品質でほとんどロスの無いX線の凹レンズとして作用することを見いだした。 本研究では、高輝度パルスX線源の高度な利用に資するために、プラズマのX線光学素子としての可能性を突きつめ、プラズマの電子密度の空間分布を制御することにより、X線を高効率に集光できるプラズマ凸レンズの生成技術を確立し、 集光径サブミクロンのX線集光の実証をめざす。
平成28年度は、金ターゲットと超短パルスチタンサファイアレーザーを用いたプラズマ光学素子（Ｘ線ビームスプリッター）生成の最適条件を確認した。プローブ光に軟Ｘ線レーザー（波長13.9nm）を用いることで、プラズマ光学素子形成に至る膨張ダイナミクスの時間発展を明らかにすることができた。 チタンサファイアレーザーの強度や膨張時間の違いにより、生成したプラズマ光学素子の形状が変化し、プラズマ凸レンズを生成させるための屈折率変化に与える影響を評価している。また、チタンサファイアレーザーの3倍波(波長266 nm)をプローブ光とするプラズマ観測用の干渉計測装置の準備を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度において、計算機シミュレーションに関しては、炭素をターゲットとして用いたプラズマ光学素子に関する計算を開始した。 実験に関しては、凸レンズの効果を持つプラズマ光学素子となり得る超短パルスレーザー生成プラズマの計測に着手し、実験データが得られ始めている。また、 軟Ｘ線レーザーを用いた計測によりプラズマ光学素子としての機能を持つプラズマの生成条件についても確認しており、研究はおおむね順調に進捗していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
炭素をターゲットとして用いたプラズマ光学素子に関する計算を継続する。 また、実験に関しては、ターゲットを変更して、プラズマ凸レンズとなるような 密度勾配をもつ照射条件について実験と計測を進める。
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| Causes of Carryover |
平成29年6月に予定している理研SACLAでのＸ線実験において使用する予定のプラズマ生成用の照射材料の仕様を精査するための予備実験が年度末までかかったため、研究予算を効率的に執行するために照射材料購入費を繰り越すこととした。
また、平成28年度の研究成果を平成29年5月に行われる国際会議において発表するため、その旅費を繰り越すこととした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
繰り越した予算は、平成29年度5月の国際会議における研究成果の発表のための旅費と、平成29年6月に予定している理研SACLAでの実験のための照射材料購入費として使用する。
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[Journal Article] 高密度プラズマによるX線レーザーの屈折効果2016
Author(s)
Faenov Anatoly, 石野雅彦、河内哲哉
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Journal Title
J. Plasma Fusion Res.
Volume: 92
Pages: 523-529
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Soft X-ray laser ablation of metals and dielectrics2017
Author(s)
A.Y. Faenov, T. Pikuz, M. Ishino, N. A. Inogamov, V. Zhakhovskiy, S. Starikov, I. Skobelev, N. Hasegawa, M. Nishikino, M. Kando, R. Kodama and T. Kawachi
Organizer
SPIE Optics & Optoelectrnics 2017
Place of Presentation
プラハ、チェコ共和国
Year and Date
2017-04-26
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Observation of fs-laser spallative ablation by soft x-ray laser probe2017
Author(s)
Masaharu Nishikino, Noboru Hasegawa, Takuro Tomita, Yasuo Minami, Takashi Eyama, Naoya Kakimoto, Rui Izutsu, Motoyoshi Baba, Tetsuya Kawachi, and Tohru Suemoto
Organizer
SPIE Photonics west:Laser Applications in Microelectronic and Optoelectronic Manufacturing (LAMOM) XXII
Place of Presentation
サンフランシスコ・米国
Year and Date
2017-01-31
Int'l Joint Research / Invited
