Controlling the temporal and spatial electric sheath field by the shaping of temporal and spatial phase of the laser pulse

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K05506
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Atomic/Molecular/Quantum electronics
• Research Institution: National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology
• Principal Investigator: Nishiuchi Mamiko (高井満美子) 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, 上席研究員(定常) (70391315)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 榊 泰直 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, 上席研究員(定常) (00354746)
• Project Period (FY): 2016-10-21 – 2020-03-31
• Keywords: 超高強度レーザー / 位相制御 / レーザー駆動イオン加速

Outline of Final Research Achievements

By controlling the temporal phase and spectra of ultra-high intensity short pulse high contrast laser pulses from J-KAREN laser system by AOPDF, we experimentally investigated how the interaction changes. We measured electron energy spectra, ion energy spectra depending on charge states, transmitted and reflected light after interaction with target. The experimental results show that with the optimum amount of rising edge of the laser pulse is necessary for generation of the highly charged high energy ion because the optimum rising edge of the pulse heats the target bulk to make the highly charged heavy ions which are accelerated.

Free Research Field

レーザープラズマ相互作用、超高強度レーザーイオン加速

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

既存の加速器からのイオンビームとは違う特徴を持つレーザー駆動重イオンビームは、いろいろな応用先が提案されているものの、研究は軽イオンについては進んでいるが重イオンに関してはほぼ進んでない状況である。その様な中、この研究では、その難しさ故に誰も挑戦してこなかった、超高強度レーザーの時間波形、位相を積極的に制御することで、どうすれば、重イオンを効率的に加速することができるか、という条件を明らかにするとともに、2GeV以上の高エネルギーに加速することに成功した。本研究結果により、レーザー駆動重イオンビームの他分野への応用への道がさらに近づいたといえる。