2020 Fiscal Year Annual Research Report
Time-resolved radiograph measurement for ultrafast transient electromagnetic fields with intense laser-accelerated short pulse electrons
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18K11918
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
井上 峻介 京都大学, 化学研究所, 助教 (40724711)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 高強度レーザー / 短パルス電子源 / 高強度電子源 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高強度短パルスレーザーを物質に照射すると、エネルギー密度の高いレーザープラズマが生成される。このレーザープラズマを利用した高エネルギー粒子加速や、超短パルス放射光発生、高速点火核融合などに関する研究が精力的に行われている。これらのレーザープラズマを媒介とした物理現象は、高強度短パルスレーザー光により瞬時に作り出される非常に強い電磁場で加速される、電子の運動を起点として発生する。このため、この電子の挙動とプラズマの振る舞いを高い時間・空間分解能で調べることは重要である。本研究課題では、電子運動により作り出され、100fsの時間スケールで変化する超高速過渡電磁場を観察するための、時間分解ラジオグラフ測定の実証を目的としている。
本研究課題を達成するため令和２年度は、100fsの時間スケールで変化する超高速過渡電磁場の観察に取り組んだ。前年度までに、パルス幅が50fsを下回る超短パルス電子源を得ることに成功し、さらに、長時間にわたってタイミングジッターが15fs以下となる、極めて安定な電子源を得ることに成功していた。本年度はこの超短パルス電子を用いた時間分解ラジオグラフ測定の実証に取り組んだ。光パルスを電子パルスによってバックライトすることで、電磁場による相互作用を介した光パルスの影が撮影できることに着目し、光パルスが真空中を光速で飛行している様子を撮影することに成功した。光パルスによって作り出される電磁場の塊が100fsの時間スケールで時々刻々と変化する様子を鮮明にとらえることができており、100fsの時間分解能を持つラジオグラフ測定の実証に成功した。
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