Demonstration of high-efficiency relativistic high-order harmonic generation using ultra-intense mid-infrared lasers

• Project/Area Number: 25K24688
• Project/Area Number (Other): 25H00395 (2025)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2026); Single-year Grants (2025)
• Review Section: Broad Section B
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 時田 茂樹 京都大学, 化学研究所, 教授 (20456825)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安原 亮 核融合科学研究所, 研究部, 教授 (30394290) ; 岡崎 大樹 京都大学, 化学研究所, 助教 (50976925) ; 桐田 勇利 京都大学, 化学研究所, 助教 (51001672) ; 鈴木 杏奈 京都大学, 化学研究所, 助教 (71040664) ; 松井 隆太郎 核融合科学研究所, その他部局等, 特任准教授 (70870476) ; 東口 武史 宇都宮大学, 工学部, 教授 (80336289) ; 岸本 泰明 京都大学, 化学研究所, 研究員 (10344441)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2030-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2026)
• Budget Amount: ¥204,750,000 (Direct Cost: ¥157,500,000、Indirect Cost: ¥47,250,000); Fiscal Year 2029: ¥22,360,000 (Direct Cost: ¥17,200,000、Indirect Cost: ¥5,160,000); Fiscal Year 2028: ¥31,720,000 (Direct Cost: ¥24,400,000、Indirect Cost: ¥7,320,000); Fiscal Year 2027: ¥32,370,000 (Direct Cost: ¥24,900,000、Indirect Cost: ¥7,470,000); Fiscal Year 2026: ¥50,180,000 (Direct Cost: ¥38,600,000、Indirect Cost: ¥11,580,000); Fiscal Year 2025: ¥68,120,000 (Direct Cost: ¥52,400,000、Indirect Cost: ¥15,720,000)
• Keywords: レーザー / 中赤外 / 高次高調波 / 超短パルス / 粒子法シミュレーション

Outline of Research at the Start

これまで超大型のX線自由電子レーザー施設でしか発生できなかった高輝度X線パルスを実験室レベルの小型装置で発生できるようになれば、広範な分野に革新をもたらすことができる。それを将来的に実現しうる方法が本研究で提案・挑戦する超高強度中赤外レーザーパルスと固体表面プラズマとの相対論的相互作用であるとの着想に基づき、私たちが開発した超短パルス中赤外レーザー技術を発展させた新たな研究を展開する。本研究ではその中間段階として、ピークパワーが１ギガワットを超える高強度コヒーレント極短紫外線パルスをテーブルトップ装置で発生可能にする新規手法の実証を目指す。