超高強度レーザーの偏光制御による高速電子のコヒーレンス向上とプラズ加熱への展開

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26400537
• Research Institution: The Graduate School for the Creation of New Photonics Industries
• Principal Investigator: 森 芳孝 光産業創成大学院大学, 光産業創成研究科, 准教授 (60440616)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 超高強度レーザー / レーザープラズマ相互作用 / 高速電子 / 偏光制御

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、超高強度レーザー電磁場を円偏光にすることでクイーバー運動を抑制し、レーザー照射により発生する高速電子のコヒーレンス向上(低温度化)を試みることである。具体的には、円偏光/直線偏光レーザーを固体/プリプラズマターゲットに照射した際の高速電子スペクトルを計測し、相対論的な強度を有するレーザー強度での円偏光電磁場に対する新たな高速電子温度のスケーリングを見出すとしている。レーザー偏光を調整することで、プリプラズマがある状態でも高速電子温度を抑制できる方法を探り、高速電子の飛程を短くすることで、プラズマ加熱の高効率化をめざす。将来的には、高速電子の低温度化による高速イオンへの変換効率の向上と高速イオンによるプラズマ加熱を視野にいれている。
本年度は、昨年度製作した高速電子スペクトルを据え付けし、ショットを行った。結果、電子スペクトルメーターからの漏れ光が顕著であり、高速電子が励起する蛍光板からの発光との分別が困難であることから、電子スペクトロメータの改造に着手した。さらに、偏光光学素子を新たに購入し、真空中で偏光を制御できるシステム構築に着手した。超高強度レーザーについては、別予算で、パルス発振器の広帯域化と短パルス化を実施し、パルス幅を従来110fsから62fsまで短縮し、レーザー出力10TW 0.66J/62fsを達成した。改良後のレーザーを固体ターゲットへ照射することで、高速電子が発生することを現有のプラスチックシンチレータで確認した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

偏光制御レーザーによるプラズマ実験がまだ実施できていない状況にある。
一方、電子エネルギー分光計測器および偏光制御光学素子は入荷済みであり、レーザー性能も昨年度の短パルス化により出力が10TWに達し、当初の研究計画よりもより高強度での実験が可能となっていることから、偏光制御光学素子導入後に高速電子発生実験に着手可能と判断している。

Strategy for Future Research Activity

電子エネルギー分光計測器の改修が6月中に完了する。
偏光制御光学システムを真空パルス圧縮器へ導入後に、高速電子発生実験に着手可能と判断している。