2017 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, 関西光科学研究所, 所長(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, 准教授 (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、X線自由電子レーザーや高次高調波、そしてレーザー駆動のプラズマ軟X線レーザー等の高輝度X線発生技術が確立され、その応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、高効率かつ高性能のX線集光素子が必要不可欠であるが、現状で、そのような素子の生成方法が確立しているとはいえない。我々はプラズマの密度効果を利用した軟X線の凹レンズの生成に実験的に成功し（Nature Commun. 2013）その手法の延長としてプラズマの電子密度空間分布によりX線の凸レンズを過渡的に生成するために必要なプラズマの制御技術の確立し、集光径サブミクロンのX線集光の実証をめざす。
平成29年度は、プラズマの生成時の電子密度空間分布の時間発展を定量的に評価するために、炭素原子に対する衝突輻射モデルを構築し、そこに輻射捕獲が、励起状態占有密度のダイナミクスにどれほどの影響を与えるかを見積もるために、光吸収に起因する項を組み入れた計算コードの開発に着手した。さらに、軟X線自由電子レーザー（92eV）を用いたX線レーザーの電子密度勾配による屈折の影響を計測する実験を開始した。軟X線自由レーザーの屈折計測を行うための計測機配置の設計及びポンププローブ実験用窓型ターゲットの設計、また、軟X線レーザーと同期するチタンサファイアレーザーの集光やポンププローブ実験の光学配置に関する設計を実施した。
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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
計算機シミュレーションに関しては、電子密度の空間的な増加の時間発展を定量的に評価するための衝突輻射モデルの構築を行い、より詳細な解析を行うための輻射捕獲の影響の検討を始めた。実験に関しては、Ｘ線自由電子レーザーSACLAのマシンタイムを取得し、電子密度勾配によるＸ線の屈折実験を開始しており、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 |
計算機シミュレーションに関しては、プラズマパラメータ（電子温度）の時間変化に対して炭素原子のイオン化の時間発展とそれに伴う電子密度の時間発展を解くことで、プラズマの電子密度勾配によるＸ線に対する屈折率の空間分布の時間発展を計算する。実験に関しては、X線自由電子レーザーやレーザー駆動プラズマ軟Ｘ線レーザーをプローブとして用いることで、プラズマ凸レンズの生成に必要なレーザー照射条件の確立をめざす。
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| Causes of Carryover |
次年度への繰越分は、レーザー駆動プラズマ軟Ｘ線レーザーやＸ線自由電子レーザーSACLA等を利用したＸ線の屈折実験のための実験用消耗品の購入に充当する計画である。現在、それらの詳細な実験条件を検討中であり、購入予定物品の仕様が当初の想定から変更される可能性がある。予算の効率的な使用の観点から詳細な実験条件を確定した後に物品を購入するほうが妥当と判断し、次年度への繰越とした。
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