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2007 Fiscal Year Annual Research Report

強光子場中におけるクラスター媒質の非線形光学応答

Research Project

Project/Area Number 18740254
Research InstitutionJapan Atomic Energy Agency

Principal Investigator

福田 祐仁  Japan Atomic Energy Agency, 関西光科学研究所・量子ビーム応用研究部門, 研究職 (30311327)

Keywords量子ビーム / 原子・分子物理 / プラズマ / 強光子場 / クラスター
Research Abstract

新たに製作したスリットノズル、及び、従来から用いている3ステージコニカルノズルを用いて様々なクラスター媒質中(Ar、N_2O、CO_2、CO_2+He)でのレーザー光の自己収束に関する実験を行った。実験は、原子力機構所有の高強度フェムト秒レーザー装置を用い、レーザーとクラスターとの相互作用により発生するX線を、湾曲結晶を備えた分光器を用いてレーザービーム軸方向に空間分解して計測した。また、これと同時にプローブ光を用いたシャドウグラフにより、レーザー-クラスター相互作用領域の電子密度分布を計測した。
その結果、X線スペクトルとシャドウグラフ像とにレーザー光の自己収束に起因するチャネリング生成(5-10mm)を確認できた。チャネル長は、クラスター媒質の種類やレーザー集光点に対するノズル位置に強く依存することが分かった。Heガス(クラスターは生成しない)を用いた実験との比較から、クラスター媒質中では、チャネリングが起こりやすいことが分かった。特に、クラスター媒質として、N_2OやCO_2のような"分子クラスター"を用いた場合に、容易に長いチャネルが生成した。これには、クラスター媒質中における"クラスター密度"が深く関係していると考えられる。今後、シミュレーション研究と共同でクラスター媒質中におけるチャネリング生成機構について詳細を明らかにしてゆく。
さらに、今回の研究で発生する高輝度の軟X線(0.7keV,>10_10 photon/shot)が、ナノ構造体や生体物質の高分解能かつ高ダイナミックレンジの"吸収差像"や"位相差象"の計測に応用可能であることを示した。

  • Research Products

    (10 results)

All 2008 2007

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Soft x-ray source for nanostructure imaging using femtosecond-laser-irradiated clusters2008

    • Author(s)
      Y. Fukuda, et. al.
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 92

      Pages: 121110-1-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Non-adiabatic cluster expansion after ultrashort laser interaction2008

    • Author(s)
      A. Ya. Faenov, et. al.
    • Journal Title

      Laser and Particle Beams 未定(印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The role of hollow atoms in the spectra of an ultrashort-pulse-laser-driven Ar cluster target2008

    • Author(s)
      J. Colgan, et. al.
    • Journal Title

      Laser and Particle Beams 未定(印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] X-Ray spectroscopy diagnostics of ultrashort laser-cluster interaction at a stage of non-adiabatical cluster expansion2007

    • Author(s)
      A. Ya. Faenov, et. al.
    • Journal Title

      JETP Letters 86

      Pages: 178-183

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] X線FELとクラスター(擬似生体分子)との相互作用に関する研究2008

    • Author(s)
      福田祐仁, ら
    • Organizer
      日本物理学会第63年次大会
    • Place of Presentation
      大阪、日本
    • Year and Date
      20080300
  • [Presentation] Simulation study of laser-cluster (=quasi-biomolecule) interactions interms of particle-in-cell code2007

    • Author(s)
      Y. Fukuda
    • Organizer
      Symposium on Biomolecules and X-ray Lasers
    • Place of Presentation
      Uppsala, Sweden
    • Year and Date
      20071100
  • [Presentation] Demonstration of frequency multiplication by the relativistic flying mirror2007

    • Author(s)
      Y. Fukuda, et. al.
    • Organizer
      Laser and Plasma Accelerators Workshop 2007
    • Place of Presentation
      Bordeaux, France
    • Year and Date
      20071000
  • [Presentation] 原子力機構J-KARENレーザーの高度化とその利用研究(3)-シングルショット航跡場電子加速診断装置の開発-2007

    • Author(s)
      福田祐仁, ら
    • Organizer
      秋季第68回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      札幌、日本
    • Year and Date
      20070900
  • [Presentation] シングルショット航跡場電子加速診断装置の開発2007

    • Author(s)
      福田祐仁, ら
    • Organizer
      日本物理学会第62 回年次大会
    • Place of Presentation
      札幌、日本
    • Year and Date
      20070900
  • [Presentation] Single-shot femtosecond diagnosis of wakefields via the detection of spectrum and phase of the transmitted laser pulse2007

    • Author(s)
      Y. Fukuda, et. al.
    • Organizer
      Laser and Plasma Accelerators Workshop 2007
    • Place of Presentation
      Azores, Portugal
    • Year and Date
      20070700

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Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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