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高強度レーザー駆動短パルス電子を用いた超高速過渡電磁場の時間分解ラジオグラフ測定

研究課題

研究課題/領域番号 18K11918
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分80040:量子ビーム科学関連
研究機関京都大学

研究代表者

井上 峻介  京都大学, 化学研究所, 助教 (40724711)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード高強度レーザー / 短パルス電子源 / 高強度電子源 / 高強度レーザープラズマ / フェムト秒レーザー / レーザー加速
研究成果の概要

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た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

物質が超高速に変化する様子を直接観測することが可能となれば、基礎物理や物質科学をはじめとする広範な分野の基礎研究に発展をもたらす。短パルス電子源はこれを可能にする魅力的な放射線源の一つとして精力的に研究されている。しかし、現行の短パルス電子発生手法では飛躍的な高強度化が本質的に困難であり、新たな超高強度短パルス電子源の開発が望まれている。本研究では、パルス幅が100fs以下の超短パルス電子源を開発し、この光源を用いて超高速に変化する電磁場のダイナミクスを可視化する二次元画像計測法を実証した。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Absolute response of a Fuji BAS-TR imaging plate to low-energy protons (<0.2?MeV) and carbon ions (<1?MeV)2021

    • 著者名/発表者名
      Kojima Sadaoki、Miyatake Tatsuhiko、Inoue Shunsuke、Dinh Thanh Hung、Hasegawa Noboru、Mori Michiaki、Sakaki Hironao、Nishiuchi Mamiko、Dover Nicholas P.、Yamamoto Yoichi、Sasaki Teru、Ito Fuyumi、Kondo Kotaro、Yamanaka Takashi、Hashida Masaki、Sakabe Shuji、Nishikino Masaharu、Kondo Kiminori
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 92 号: 3 ページ: 033306-033306

    • DOI

      10.1063/5.0035618

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Temporal change in laser penetration length of titanium and platinum for double-pulse ablation measured by a novel ablation method2021

    • 著者名/発表者名
      Furukawa Yuki、Inoue Shunsuke、Hashida Masaki
    • 雑誌名

      Journal of Laser Applications

      巻: 33 号: 1 ページ: 012023-012023

    • DOI

      10.2351/7.0000325

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Jitter-free 40-fs 375-keV electron pulses directly accelerated by an intense laser beam and their application to direct observation of laser pulse propagation in a vacuum2020

    • 著者名/発表者名
      Inoue Shunsuke、Sakabe Shuji、Nakamiya Yoshihide、Hashida Masaki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1038/s41598-020-77236-2

    • NAID

      120006936360

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of intense terahertz light source for forming periodic structures on material surface2020

    • 著者名/発表者名
      Hosokawa Chikai、Hashida Masaki、Nagashima Takeshi、Inoue Shunsuke、Sakabe Shuji
    • 雑誌名

      Electronics and Communications in Japan

      巻: 103 号: 11-12 ページ: 3-8

    • DOI

      10.1002/ecj.12284

    • NAID

      210000180427

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Optical properties of titanium induced by below-ablation-threshold irradiation2020

    • 著者名/発表者名
      Furukawa Yuki、Hashida Masaki、Kojima Sadaoki、Inoue Shunsuke、Sakabe Shuji
    • 雑誌名

      Applied Surface Science

      巻: 515 ページ: 146047-146047

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2020.146047

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Compact Thomson parabola spectrometer with variability of energy range and measurability of angular distribution for low-energy laser-driven accelerated ions2020

    • 著者名/発表者名
      Kojima Sadaoki、Inoue Shunsuke、Dinh Thanh Hung、Hasegawa Noboru、Mori Michiaki、Sakaki Hironao、Yamamoto Yoichi、Sasaki Teru、Shiokawa Keiichiro、Kondo Kotaro、Yamanaka Takashi、Hashida Masaki、Sakabe Shuji、Nishikino Masaharu、Kondo Kiminori
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 91 号: 5 ページ: 053305-053305

    • DOI

      10.1063/5.0005450

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Uniform LIPSS on titanium irradiated by two-color double-pulse beam of femtosecond laser2020

    • 著者名/発表者名
      Hashida Masaki、Furukawa Yuki、Inoue Shunsuke、Sakabe Shuji、Masuno Shinichiro、Kusaba Mitsuhiro、Sakagami Hitoshi、Tsukamoto Masahiro
    • 雑誌名

      Journal of Laser Applications

      巻: 32 号: 2 ページ: 022054-022054

    • DOI

      10.2351/7.0000105

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Increased energy of THz waves from a cluster plasma by optimizing laser pulse duration2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki Mori, Masaki Hashida, Takeshi Nagashima, Dazhi Li, Kensuke Teramoto, Yoshihide Nakamiya, Shunsuke Inoue, and Shuji Sakabe
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 9 号: 1 ページ: 015134-015134

    • DOI

      10.1063/1.5075712

    • NAID

      120006872730

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Detection of alpha particles from 7Li(p,α)4He and 19F(p,α)16O reactions induced by laser-accelerated protons using CR-39 with potassium hydroxide?ethanol?water etching solution2019

    • 著者名/発表者名
      Nishiura Yosuke、Inoue Shunsuke、Kojima Sadaoki、Teramoto Kensuke、Furukawa Yuki、Hashida Masaki、Sakabe Shuji
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 90 号: 8 ページ: 083307-083307

    • DOI

      10.1063/1.5098863

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ablation suppression of a titanium surface interacting with a two-color double-pulse femtosecond laser beam2019

    • 著者名/発表者名
      Takenaka Keisuke、Tsukamoto Masahiro、Hashida Masaki、Masuno Shinichiro、Sakagami Hitoshi、Kusaba Mitsuhiro、Sakabe Shuji、Inoue Shunsuke、Furukawa Yuki、Asai Satoru
    • 雑誌名

      Applied Surface Science

      巻: 478 ページ: 882-886

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2019.02.051

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly intensified emission of laser-accelerated electrons from a foil target through an additional rear laser plasma2018

    • 著者名/発表者名
      Inoue Shunsuke、Nakamiya Yoshihide、Teramoto Kensuke、Hashida Masaki、Sakabe Shuji
    • 雑誌名

      Physical Review Accelerators and Beams

      巻: 21 号: 4

    • DOI

      10.1103/physrevaccelbeams.21.041302

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ジッターフリーなレーザー駆動電子パルスを用いた 超高速電磁場イメージング2021

    • 著者名/発表者名
      井上峻介、橋田昌樹
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] レーザー加速電子パルスとフェムト秒レーザーパルスの フェムト秒タイミング同期2020

    • 著者名/発表者名
      井上峻介、橋田昌樹、阪部周二
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] DIRECT OBSERVATION OF ELECTRIC FIELDS OF FS-LASER-INDUCED PLASMA WAVES WITH A HUNDRED FEMTOSECOND ELECTRON PULSES2020

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Inoue, Masaki Hashida, Shuji Sakabe
    • 学会等名
      ICALEO 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高強度レーザー加速サブ100fs電子パルスのタイミング同期の長時間安定化2020

    • 著者名/発表者名
      ○井上 峻介、橋田 昌樹、阪部 周二
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第40回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] レーザー加速100fs-電子パルスによる高時間分解電子ラジオグラフィー2019

    • 著者名/発表者名
      井上峻介, 小島完興, 橋田昌樹, 阪部周二
    • 学会等名
      日本物理学会 第 74 回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] フェムト秒電子バンチを利用した高強度レーザー誘起電磁場の時空間分解測定2018

    • 著者名/発表者名
      井上峻介, 小島完興, 橋田昌樹, 阪部周二
    • 学会等名
      日本物理学会 2018 年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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