2020 Fiscal Year Annual Research Report
Generation and confinement of extreme radiation plasma produced by the interaction between high power laser and structured medium, and the application
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17H01180
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
岸本 泰明 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (10344441)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂口 浩司 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (30211931)
福田 祐仁 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 (30311327)
深見 一弘 京都大学, 工学研究科, 准教授 (60452322)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 高エネルギー密度プラズマ / 高強度レーザー / 構造性ターゲット / 自己組織化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1) 電子線リソグラフィーとプラズマエッチング技術を用いたサブマイクロメートルサイズの微細構造を有する構造性ターゲットの作製において、クロム等の蒸着層やエッチング時の印可電圧/サイクル数を制御することにより、直径がサブマイクロメートル（250-500nm）オーダのシリコンの造性ターゲットの作成に成功した。特に、高強度レーザーとの相互作用を通して生成されたプラズマ中にKAオーダの電流やkTオーダの磁場を駆動・生成するとともに、これらを制御することで慣性時間を越えた閉じ込め機能を付与することを目的に、レーザー光を導入・捕獲する空洞領域を含む多重の微細構造を有するターゲットの製作に成功した。また、X線自由電子レーザー（SACLA：理化学研究所）システムを用いたレーザー照射実験を2021年5月に実施し、集光強度が10＾17-18 W/cm＾2 領域のレーザーに一様照射されたロッドターゲットの膨張過程において、微小X線散乱（SAXS）の回折パターンの変化（高次散乱スポットの消失）からロッドの膨張速度を中心とした相互作用の特性を調べた。その結果、レーザー強度の増加とともにピコ秒オーダで膨張速度が増加するとともに、生成されるプラズマの音速や平均電離価数などに関する情報を取得した。
2)高強度レーザーとロッド集合体の相互作用過程の3次元シミュレーションを行い、生成されるプラズマの電子温度が構造性ターゲットの空間重点率と比表面積によって特徴付けられることを示すとともに、ロッド集合体中におけるレーザー伝播やエネルギー吸収過程の詳細を明らかにした。また、これらのパラメータを制御することでターゲットの飛散時間が制御できることを明らかにした。また、相互作用領域にKTオーダの高強度磁場がレーザー照射時間を大きく上回るピコ秒オーダで生成・維持され、プラズマに一定の閉じ込め効果が付与することが分かった。
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| Research Progress Status |
令和2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 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(18 results)
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[Presentation] 高強度レーザーと構造性ターゲットとの相互作用による高エネルギー密度プラズマ生成とその特性② ―T6およびJ-KAREN-Pレーザーによる実験と解析―2020
Author(s)
松井隆太郎, 上原直希, 井原優希, 増井英陽, 深見一弘, 坂口浩司, Tatiana Pikuz, Maria Alhimova, 坂和洋一, 神野智史, 井上峻介, 金崎真聡, 太田雅人, 今寺賢志, 福田祐仁, 岸本泰明
Organizer
日本物理学会 2020年秋季大会
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