超高強度レーザー励起マルチフレーム点エックスによる高速ランダム過渡現象の理解

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18204055
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 兒玉 了祐 Osaka University, 工学研究科, 教授 (80211902)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 尾崎 典雅 大阪大学, 工学研究科, 助教 (70432515) ; 羽原 英明 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (60397734)
• Keywords: プラズマフォトニックデバイス / 超高強度レーザー / 高エネルギー密度 / X線イメージング / シングルポンプアンドマルチプローブ

Research Abstract

本研究計画では、超高強度短パルスレーザーと高エネルギー密度電子制御プラズマデバイスにより、高時間分解keV-X線源を開発する。これにより、従来困難であった高速ランダム過渡現象を観測する手法を確立することである。21年度は超高強度短パルスレーザーと固体との相互作用で発生する高エネルギー密度電子ビームを細線プラズマでガイドし、ドット状のX線エミッターを配置した微小多点光源の可能性評価と2)細線プラズマからのX線のイメージング用の光源として性能評価を行った。
・レーザー誘起MeV電子による高速マルチポイントX線放射
マイクロドットの銅とニッケルをエミッターとしたコーンワイヤーターゲットによるkeV領域のX線放射を調べた。レーザーが照射されたコーン先端と共に、銅、ニッケルからの発光が確認された。コーンターゲットで生成された相対論電子ビームがワイヤーをサブミリメートルの距離を伝播し、Kα線を発光させることが可能であることが明らかとなった。また計算より本方式で期待できるkeV領域Kα-X線の時間幅は50fs以下であることが明らかになった。
・ワイヤープラズマからのX線放射によるイメージングの評価
超高強度レーザーをワイヤーデバイスに照射した際に発生するkeV領域X線と平板にレーザーを集光し発生するX線によるイメージングの違いを評価した。ワイヤーデバイスでは電子がガイドされ小さな発光体となるため、単純に平板にレーザーを集光するより高い空間分解(10ミクロンオーダー)が得られることが実験的にも明らかになった。またこのX線を利用し、レーザー駆動衝撃波が固体中を伝搬する様子を10psの時間分解で撮影することに成功した。

Research Products

• [Journal Article] Study of plasma heating induced by fast electrons (2009)
  • Author(s): A.Morace, A.Magunov, D.Batani, R.Redaelli, C.Fourment, J.J.Santos, G.Malka, A.Boscheron, A.Casner, W.Nazarov, T.Vinci, Y.Okano, Y.Inubushi, H.Nishimura, A.Flacco, C.Spindloe, M.Tolley
  • Journal Title: Phys.Plasmas 16 Pages: 122701_1-122701_9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ultra-fast switching of light by absorption saturation in vacuum ultra-violet region (2009)
  • Author(s): H.Yoneda, Y.Inubushi, T.Tanaka, Y.Yamaguchi, J.Kawanishi, S.Morimoto, M.Nagasono, A.Higashiya, M.Yabashi, T.Ishikawa, H.Ohashi, H.Kimura, R.Kodama
  • Journal Title: Optics Express 17 Pages: 23443-23448
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Highly efficient easily spectrally tunable X-ray backlighting for the study of extreme matter states (2009)
  • Author(s): B.Loupias, F.Perez, A.Benuszzi-moumaix, N.Ozaki, M.Rabec Le Gloahec, T.A.Pikuz, A.Ya Faenov, Y.Aglitskiy, M.Koenig
  • Journal Title: Laser Part.Beams 27 Pages: 601-609
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Direct density measurement of shock-copmressed iron using hard x rays gemerated by a short laser pulse (2009)
  • Author(s): E.Brambrink, H.G.Wei, B.Barbrel, P.Audebert, A.Benuzzi-Mounaix, T.Boehly, T.Endo, C.D.Gregory, T.Kimura, R.Kpdama, N.Ozaki, H.-S.Park, M.Koenig
  • Journal Title: Phys.Rev.E 80 Pages: 056407_1-056407_5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Energy Increase in Multi-MeV Ion Acceleration in the Interaction of a Short Pulse Laser with a Cluster-Gas Target (2009)
  • Author(s): Y.Fukuda, A.Ya.Faenov, M.Tampo, T.A.Pikuz, T.Nakamura, M.Kando, Y.Hayashi, A.Yogo, H.Sakaki, T.Kameshima, A.S.Pirozhkov, K.Ogura, M.Mori, T.Zh.Esirkepov, J.Kogal, A.S.Boldarev, V.A.Gasilov, A.I.Magunov, T.Yamauchi, R.Kodama, P.R.Bolton, Y.Kato, T.Tajima, H.Daido, S.V.Bulanov
  • Journal Title: Phys.Rev.Lett. 103 Pages: 165002_1-165002_4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Measurements of fast electron scaling generated by petawatt laser systems (2009)
  • Author(s): Tsuyoshi Tanimoto, H.Habara, R.Kodama, M.Nakatsutsumi, Kazuo A.Tanaka, K.L.Lancaster, J.S.Green, R.H.H.Scott, M.Sherlock, Peter A.Norreys, R.G.Evans, M.G Haines, S.Kar, M.Zepf, J.King, T.Ma, M.S.Wei, T.Yabuuchi, F.N.Beg, M.H.Key, P.Nlison, R.B.Stephens, H.Azechi, K.Nagai, T.Norimatus, K.Takeda, J.Valente, J.R.Davies
  • Journal Title: Phys.Plasmas 16 Pages: 062703
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Relativistic plasma shutter for ultraintense laser pulses (2009)
  • Author(s): Stephen A.Reed, Takeshi Matsuoka, Stepan Bulanov, Motonobu Tampo, Vladimir Chvykov, Galina Kalintchenko, Pascal Rousseau, Victor Yanovsky, Ryousuke Kodama, Dale W.Litzenberg, Karl Krushelnick, Anatoly Maksimchuk
  • Journal Title: App.Phys.Lett. 94 Pages: 201117_1-201117_3
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Study of ultraintense laset propagation in overdense plasmas for fast ignition (2009)
  • Author(s): A.L.Lei, K.A.Tanaka, R.Kodama, K.Adumi, H.Habara, Y.Kitagawa, K.Kondo, T.Matsuoka, T.Tanimoto, T.Yabuuchi, K.Mima, K.Nagai, H.Nagatomo, T.Normatsu, K.Sawai, K.Suzuki, Wei Yu, Han Xu, X.Q.Yang, L.H.Cao, H.B.Cai, Y.Sentoku, A.Pukhov, R.Kumar, R.Snavely, R.Freeman, Min Yu, J.Zheng
  • Journal Title: Phys.Plasmas 16 Pages: 056307_1-056307_6
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Geometrical optimization of an ellipsoidal plasma mirror toward tight focusing of ultra-intense laser pulse
  • Author(s): A.Kon, M.Nakatsutsumi, S.Buffechoux, Z.L.Chen, J.Fuchs, Z.Jin, R.Kodama
  • Journal Title: J.Phys. Accepted
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Plasma photonic devices with complex refractive index in EUV region
  • Author(s): Y.Inubushi, S.Morimoto, T.Tanaka, Z.L.Chen, Z.Jin, Y.Mizuta, H.Yoneda, J.Ishida, Y.Yamaguchi, M.Nagasono, M.Yabashi, A.Higashiya, T.Ishikawa, H.Kimura, H.Ohashi, R.Kodama
  • Journal Title: J.Phys. Accepted
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 高出力レーザーによる無衝突衝撃波の形成と計測 (2010)
  • Author(s): 森田太智
  • Organizer: 日本物理学会 2010年年次大会
  • Place of Presentation: 岡山大学、岡山県
  • Year and Date: 2010-03-23
• [Presentation] レーザー衝撃超高圧下のダイヤモンドに関するX線散乱計測実験 (2010)
  • Author(s): 實井辰也
  • Organizer: 平成21年度衝撃波シンポジウム
  • Place of Presentation: 埼玉大学、埼玉県
  • Year and Date: 2010-03-19
• [Presentation] レーザーによる高エネルギー密度科学 (2010)
  • Author(s): 兒玉子祐
  • Organizer: 学術会議シンポジウム"物性物理学・一般物理学分野の大型施設の現状と将来"
  • Place of Presentation: 日本学術会議講堂、東京都
  • Year and Date: 2010-01-27
• [Presentation] Focusing Ultraintense Laser by an Aspheric Plasma Mirror with Super Small F-Number (2009)
  • Author(s): A.Kon
  • Organizer: The Sixth International Conference on Inertial Fusion Sciences and Application(IFSA2009)
  • Place of Presentation: San Francisco, U.S.A
  • Year and Date: 2009-09-09
• [Presentation] Plasma Photonic Devices with Complex Refractive Index in Euv Region (2009)
  • Author(s): Y.Inubushi
  • Organizer: The Sixth International Conference on Inertial Fusion Sciences and Application(IFSA2009)
  • Place of Presentation: San Francisco, U.S.A
  • Year and Date: 2009-09-08
• [Presentation] High Energy Density Sate, Material and Device with High Power Lasers (2009)
  • Author(s): Ryosuke Kodama
  • Organizer: The 8th Pascific Rim Conference on Lasers and Electro-Pptics(CLEO/Pacific Rim 2009)
  • Place of Presentation: Shanghai, China
  • Year and Date: 2009-08-31
• [Presentation] Development of hard x-ray radiograph for simultaneous shock diagnostics with VISAR and SOP (2009)
  • Author(s): T.Endo
  • Organizer: 22nd AIRAPT ; Joint AIRAPT-22 & HPCJ-50 ; International Conference on High Pressure Science and Technology
  • Place of Presentation: Tokyo, Japan
  • Year and Date: 2009-07-29
• [Presentation] Hard x-rays as a diagnostic tool for warm dense matter (2009)
  • Author(s): Erik Brambrink
  • Organizer: 16th APS Topical Conference on Shock Compression of Condensed Matter
  • Place of Presentation: Nashville, Tennessee, USA
  • Year and Date: 2009-07-02
• [Presentation] Study of High Energy Density Electrons with Ultra Intense Laser Light in Micro Pulse Power Discharged Fiber (2009)
  • Author(s): A.Nishida
  • Organizer: 17th International Pulsed Power Conference
  • Place of Presentation: Washington, DC, USA
  • Year and Date: 2009-07-01