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2009 Fiscal Year Final Research Report

Ultrafast electron microscope with high energy electron pulses produced by an intense femtosecond laser

Research Project

  • PDF
Project/Area Number 18206006
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Thin film/Surface and interfacial physical properties
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

SAKABE Shuji  Kyoto University, 化学研究所, 教授 (50153903)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) ISODA Seiji  京都大学, 化学研究所, 教授 (00168288)
KURATA Hiroki  京都大学, 化学研究所, 准教授 (50186491)
HASHIDA Masaki  京都大学, 化学研究所, 准教授 (50291034)
OGAWA Tetsuya  京都大学, 化学研究所, 助教 (40224109)
TOKITA Shigeki  京都大学, 化学研究所, 助教 (20456825)
Project Period (FY) 2006 – 2009
Keywordsレーザープラズマ電子 / 高強度フェムト秒レーザー / 電子線回折 / パルス電子源 / 高輝度電子線源
Research Abstract

We have demonstrated single-shot measurement of electron diffraction patterns for a single-crystal gold foil using 340keV electron pulses accelerated by intense femtosecond laser pulses with an intensity of 2 10^<18>W/cm^2. The measured electron beam profile is faithfully reproduced by the numerical simulation of the electron trajectory, providing evidence that the electron pulse spontaneously expands in time owing to the velocity spread produced in the acceleration process, but is not distorted in an irreversible nonlinear manner. This study shows that the laser acceleration is promising for the development of pulse compression methods for single-shot femtosecond electron diffraction.

  • Research Products

    (46 results)

All 2010 2009 2008 2007 2006 Other

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 12 results) Presentation (31 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Single-shot ultrafast electron diffraction with a laser-accelerated sub-MeV electron pulse2009

    • Author(s)
      Shigeki Tokita, Shunsuke Inoue, Shinichiro Masuno, Masaki Hashida, Shuji Sakabe
    • Journal Title

      Applied Physics Letters Vol.95

      Pages: 111911

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Laser Energy Scaling Law for the Yield of Neutrons Generated by Intense Femtosecond Laser-Cluster Interactions2009

    • Author(s)
      Shuji SAKABE, Masaki HASHIDA, Shigeki TOKITA, Kazuto OTANI
    • Journal Title

      Plasma and Fusion Research Volume4

      Pages: 041

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Non-thermal ablation of expanded polytetra-fluoroethylene with an intense femtosecond-pulse laser2009

    • Author(s)
      M. Hashida, H. Mishima, S. Tokita, S. Sakabe
    • Journal Title

      Optics Express Vol.17,Issue15

      Pages: 13116-13121

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Terahertz pulse radiation from argon clusters irradiated with intense femtosecond laser pulses2009

    • Author(s)
      Takeshi Nagashima, Heijiro Hirayama, Kyoji Shibuya, Masanori Hangyo, Masaki Hashida, Shigeki Tokita, Shuji Sakabe
    • Journal Title

      Optics Express Vol.17,Issue11

      Pages: 8907-8912

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mechanism for self-formation of periodic grating structures on a metal surface by a femtosecond laser pulse2009

    • Author(s)
      Shuji Sakabe, Masaki Hashida, Shigeki Tokita, Shin Namba, Kiminori Okamuro
    • Journal Title

      Physical Review B 79,No.3

      Pages: 033409

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 0. 3% energy stability, 100-millijoule-class, Ti:sapphire chirped-pulse eight-pass amplification system2008

    • Author(s)
      S. Tokita, M. Hashida, S. Masuno, S. Namba, S. Sakabe
    • Journal Title

      Optics Express 16,No.19

      Pages: 14875-14881

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Carbon-nanotube cathode modified by femtosecond laser ablation2007

    • Author(s)
      M. Hashida, S. Shimizu, S. Sakabe
    • Journal Title

      Journal of Physics: Conference Series 59

      Pages: 487-491

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ablation of metals with femtosecond laser pulse Science and technology created by ultra-short2007

    • Author(s)
      M. Hashida
    • Journal Title

      ultra-high-peak power lasers

      Pages: 114-126

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Energetic Ion Generation by Coulomb Explosion in Cluster Gas and a Low-Density Plastic Foam with an Intense Femtosecond Laser2006

    • Author(s)
      S. Sakabe, M. Hashida, S. Shimizu, T. Iida
    • Journal Title

      Laser Physics 16

      Pages: 551-555

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] フェムト秒レーザーによる材料の表面機能性付与加工2006

    • Author(s)
      橋田昌樹, 清水政二, 阪部周二
    • Journal Title

      応用物理 75

      Pages: 451-455

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Skinning of argon clusters by Coulomb explosion induced with an intense femtosecond laser pulse2006

    • Author(s)
      S. Sakabe, K. Shirai, M. Hashida, S. Shimizu, S. Masuno
    • Journal Title

      Phys. Rev. A 74

      Pages: 043205-1-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] X-ray line polarization spectroscopy to study hot electron transport in ultra-short laser produced plasma2006

    • Author(s)
      Y. Inubushi, H. Nishimura, M. Ochiai, S. Fujioka, T. Johzaki, K. Mima, T. Kawamura, S. Nakazaki, T. Kai, S. Sakabe, Y. Izawa
    • Journal Title

      J. Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer 99

      Pages: 305-313

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] サブMeV非単色レーザー加速電子線パルスの時間幅圧縮2010

    • Author(s)
      時田茂樹, 井上峻介, 二正寺敏彦, 橋田昌樹, 阪部周二
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第30回年次大会
    • Place of Presentation
      千里ライフサイエンスセンター・豊中市
    • Year and Date
      20100202-20100204
  • [Presentation] 高強度短パルスレーザープラズマ相互作用領域内の電子線源構造の空間分解観測2010

    • Author(s)
      井上峻介, 時田茂樹, 二正寺敏彦, 升野振一郎, 大谷一人, 橋田昌樹, 阪部周二
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第30回年次大会
    • Place of Presentation
      千里ライフサイエンスセンター・豊中市
    • Year and Date
      20100202-20100204
  • [Presentation] 高強度短パルスレーザープラズマからの100keV~1MeV電子放射角度分布の測定2010

    • Author(s)
      二正寺敏彦, 時田茂樹, 井上峻介, 升野振一郎, 大谷一人, 橋田昌樹, 阪部周二
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第30回年次大会
    • Place of Presentation
      千里ライフサイエンスセンター・豊中市
    • Year and Date
      20100202-20100204
  • [Presentation] 水素局所添加ターゲットによる超高強度短パルスレーザー生成高エネルギーイオンビーム2010

    • Author(s)
      大谷一人, 井上峻介, 二正寺敏彦, 時田茂樹, 橋田昌樹, 阪部周二
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第30回年次大会
    • Place of Presentation
      千里ライフサイエンスセンター・豊中市
    • Year and Date
      20100202-20100204
  • [Presentation] THz radiation from argon clusters irradiated by intense femtosecond laser pulses (II)2010

    • Author(s)
      Jahangiri Fazel, 長島健, 橋田昌樹, 時田茂樹, 萩行正憲, 阪部周二
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第30回年次大会
    • Place of Presentation
      千里ライフサイエンスセンター・豊中市
    • Year and Date
      20100202-20100204
  • [Presentation] 局所水素ドープターゲットを用いた超高強度極短パルスレーザーによるイオンビーム生成2010

    • Author(s)
      大谷一人, 井上峻介, 二正寺敏彦, 時田茂樹, 橋田昌樹, 阪部周二
    • Organizer
      日本物理学会第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学・岡山市
    • Year and Date
      2010-03-22
  • [Presentation] THz wave generation in plasmas produced by intense femtosecond laser interaction with clusters2010

    • Author(s)
      Fazel Jahangiri, 長島健, 橋田昌樹, 時田茂樹, 萩行正憲, 阪部周二
    • Organizer
      日本物理学会第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学・岡山市
    • Year and Date
      2010-03-22
  • [Presentation] 高強度短パルスレーザーと薄膜との相互作用による電子放射特性I:電子発生領域の強度分布2010

    • Author(s)
      井上峻介, 時田茂樹, 二正寺敏彦, 大谷一人, 橋田昌樹, 阪部周二
    • Organizer
      日本物理学会第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学・岡山市
    • Year and Date
      2010-03-22
  • [Presentation] 高強度短パルスレーザーと薄膜との相互作用による電子放射特性II:電子放射角度分布2010

    • Author(s)
      二正寺敏彦, 時田茂樹, 田口俊弘, 井上峻介, 大谷一人, 橋田昌樹, 阪部周二
    • Organizer
      日本物理学会第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学・岡山市
    • Year and Date
      2010-03-22
  • [Presentation] 非単色レーザー加速電子ビームの時間圧縮2010

    • Author(s)
      時田茂樹, 井上峻介, 二正寺敏彦, 大谷一人, 橋田昌樹, 阪部周二
    • Organizer
      2010年春季第57回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      東海大学・平塚市
    • Year and Date
      2010-03-20
  • [Presentation] 高強度短パルスレーザー生成電子線源空間分布の高分解能測定2009

    • Author(s)
      井上峻介, 時田茂樹, 升野振一郎, 橋田昌樹, 阪部周二
    • Organizer
      2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      富山大学・富山市
    • Year and Date
      20090908-20090911
  • [Presentation] 高強度レーザー生成プラズマからの電子放射角度分布の測定2009

    • Author(s)
      二正寺敏彦, 井上峻介, 時田茂樹, 升野振一郎, 橋田昌樹, 阪部周二
    • Organizer
      2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      富山大学・富山市
    • Year and Date
      20090908-20090911
  • [Presentation] Mechanism for Self-Organization of Periodic Structures on a Metal Surface by Femtosecond Laser Pulses2009

    • Author(s)
      S. Sakabe, M. Hashida, S. Tokita, S. Namba, K. Okamuro
    • Organizer
      The European Conference on Lasers and Electro-Optics CLEO/EUROPE 2009
    • Place of Presentation
      Munich・Germany
    • Year and Date
      20090614-20090619
  • [Presentation] Feasibilityof Compact Neutron Sources Generated by Intense Femtosecond Laser-Cluster Interactions2009

    • Author(s)
      S. Sakabe, M. Hashida, S. Tokita, K. Otani
    • Organizer
      The European Conference on Lasers and Electro-Optics CLEO/EUROPE 2009
    • Place of Presentation
      Munich・Germany
    • Year and Date
      20090614-20090619
  • [Presentation] Long-termstabilization of pulse-to-pulse energy of a high-energy multipass Ti:sapphire CPA system2009

    • Author(s)
      S. Tokita, M. Hashida, S. Masuno, S. Namba, S. Sakabe
    • Organizer
      The European Conference on Lasers and Electro-Optics CLEO/EUROPE 2009
    • Place of Presentation
      Munich・Germany
    • Year and Date
      20090614-20090619
  • [Presentation] 高エネルギー粒子発生のためのLIFTターゲット(1)2009

    • Author(s)
      升野振一郎, 時田茂樹, 橋田昌樹, 阪部周二
    • Organizer
      2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      筑波大学・つくば市
    • Year and Date
      20090330-20090402
  • [Presentation] 高強度レーザー生成プラズマを電子線源とする超高速電子線回折法の開発2009

    • Author(s)
      時田茂樹, 井上峻介, 升野振一郎, 橋田昌樹, 阪部周二
    • Organizer
      2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      筑波大学・つくば市
    • Year and Date
      20090330-20090402
  • [Presentation] 高強度レーザー生成電子線源の電子発生領域の測定12009

    • Author(s)
      井上峻介, 時田茂樹, 升野振一郎, 橋田昌樹, 阪部周二
    • Organizer
      2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      筑波大学・つくば市
    • Year and Date
      20090330-20090402
  • [Presentation] Feasibility of Compact Neutron Sources Generated by Intense Femtosecond Laser-Cluster Interactions2009

    • Author(s)
      Shuji Sakabe
    • Organizer
      The Second International Symposium on Laser-Driven Relativistic Plasmas Applied to Science, Industry and Medicine
    • Place of Presentation
      関西光科学研究所・木津川市
    • Year and Date
      20090119-20090123
  • [Presentation] 高強度レーザー生成電子パルスによる超高速時間分解電子線回折2009

    • Author(s)
      時田茂樹, 井上峻介, 升野振一郎, 橋田昌樹, 阪部周二
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第29回年次大会
    • Place of Presentation
      徳島大学・徳島市
    • Year and Date
      20090110-20090112
  • [Presentation] 電子イメージングによる高強度レーザー生成電子線源の空間分布測定2009

    • Author(s)
      井上峻介, 時田茂樹, 升野振一郎, 橋田昌樹, 阪部周二
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第29回年次大会
    • Place of Presentation
      徳島大学・徳島市
    • Year and Date
      20090110-20090112
  • [Presentation] 孤立微小薄膜実現のためのLIFTターゲット2009

    • Author(s)
      升野振一郎, 時田茂樹, 橋田昌樹, 阪部周二
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第29回年次大会
    • Place of Presentation
      徳島大学・徳島市
    • Year and Date
      20090110-20090112
  • [Presentation] チタンサファイアマルチパス増幅器のパルスエネルギー安定化2009

    • Author(s)
      時田茂樹, 橋田昌樹, 升野振一郎, 難波伸, 阪部周二
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第29回年次大会
    • Place of Presentation
      徳島大学・徳島市
    • Year and Date
      20090110-20090112
  • [Presentation] 高強度フェムト秒光パルス照射アルゴン原子クラスタからのテラヘルツ波放射2009

    • Author(s)
      長島健, Jahangiri Fazel, 橋田昌樹, 時田茂樹, 萩行正憲, 阪部周二
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第29回年次大会
    • Place of Presentation
      徳島大学・徳島市
    • Year and Date
      20090110-20090112
  • [Presentation] Pulse-energy stabilization method for high-energy multipass Ti:sapphire CPA systems2009

    • Author(s)
      S. Tokita, M. Hashida, S. Masuno, S. Namba, S. Sakabe
    • Organizer
      The 8th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics CLEO/Pacific Rim 2009
    • Place of Presentation
      Shanghai, China
    • Year and Date
      2009-09-01
  • [Presentation] Self-Organization of Periodic Grating Structure on Metal Surface by Femtosecond Laser Pulses2008

    • Author(s)
      S. Sakabe, M. Hashida, S. Tokita, S. Namba, K. Okamuro
    • Organizer
      4th Asian Symposium on Intense Laser Science 2008
    • Place of Presentation
      Gwangju, Korea
    • Year and Date
      20081103-20081106
  • [Presentation] レーザープラズマ電子線源を用いた超高速電子線回折法2008

    • Author(s)
      時田茂樹, 井上峻介, 升野振一郎, 橋田昌樹, 阪部周二
    • Organizer
      2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      中部大学・春日井市
    • Year and Date
      20080902-20080905
  • [Presentation] 高強度レーザー生成電子線源の電子発生領域の測定2008

    • Author(s)
      井上峻介, 時田茂樹, 升野振一郎, 橋田昌樹, 阪部周二
    • Organizer
      2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      中部大学・春日井市
    • Year and Date
      20080902-20080905
  • [Presentation] 高エネルギー粒子発生のためのLIFTターゲット(1)2008

    • Author(s)
      升野振一郎, 時田茂樹, 橋田昌樹, 阪部周二
    • Organizer
      2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      中部大学・春日井市
    • Year and Date
      20080902-20080905
  • [Presentation] Ti:sapphireマルチパス増幅システムにおけるパルスエネルギーの自己安定化2008

    • Author(s)
      時田茂樹, 橋田昌樹, 阪部周二
    • Organizer
      2008年春季第55回応用物理学会関係連合講演会
    • Place of Presentation
      日本大学・船橋市
    • Year and Date
      20080327-20080330
  • [Presentation] 高エネルギー粒子発生のためのLIFTターゲット2008

    • Author(s)
      升野振一郎, 時田茂樹, 橋田昌樹, 阪部周二
    • Organizer
      2008年春季第55回応用物理学会関係連合講演会
    • Place of Presentation
      日本大学・船橋市
    • Year and Date
      20080327-20080330
  • [Remarks]

    • URL

      http://laser.kuicr.kyoto-u.ac.jp/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 超高速電子線回析装置2010

    • Inventor(s)
      時田茂樹、橋田昌樹、阪部周二
    • Industrial Property Rights Holder
      京都大学
    • Industrial Property Number
      特許・特願2010-020723
    • Filing Date
      20100200
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光増幅器2008

    • Inventor(s)
      時田茂樹, 橋田昌樹, 阪部周二
    • Industrial Property Rights Holder
      京都大学
    • Industrial Property Number
      特許・特願2008-009260
    • Filing Date
      20080100

URL: 

Published: 2011-06-18   Modified: 2016-04-21  

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