強光子場とクラスターの相互作用による放射線発生

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14077204
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 近藤 公伯 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80225614)
• 研究分担者: 森 道昭 筑波大学, 物理光学系, 助手 (10323271)
• キーワード: 超短パルス高出力レーザー / 超強光子場 / クラスター / 高速電子発生 / 光パラメトリック増巾 / 空間光変調器 / SPIDER

研究概要

本研究では超短パルス高出力レーザーを用いて超強光子場を発生し、クラスターやガスターゲットと相互作用を行い、高エネルギーの放射線を発生することを目的としている。
本年度は、主に励起光源である超短パルス高出力レーザーの開発を行った。もともと筑波大学で稼動していたスペクトラ・フィジックス社製の1.5TWレーザー装置を改造し、パルス幅を100fsから40fs、出力エネルギーを150mJから400mJへ引き上げることにより、出力を10TWにすることができた。また開発したレーザー装置を用いてガスジェットターゲットを照射し、最大5MeVに到達する高速電子発生を観測した。
また、クラスターが局所密度を固体密度に保ったまま超強光子場と相互作用するにはプリパルス抑制やレーザー波形制御が必要不可欠と考えられるが、それに必要な技術として光パラメトリック増幅を利用した超短パルス高出力レーザーの増幅特性を実験的に調べた。この結果、中心波長800nmで少なくなくとも帯域50nm以上の増幅が可能であることがわかった。この方式を用いれば、チタンサファイア結晶を用いたレーザー増幅器よりも短い利得時間が可能なので、プレパルスとのコントラストを桁違いに改善することができる。さらにTW光パルスの時間位相制御を行えるようにするため、1次元の空間光変調器や相対位相計測法としてSPIDERを作成し、発振器レベルで光位相制御が可能になった。

研究成果

• [文献書誌] M.Mori, E.Takahasi, K.Kondo: "Image of second harmonic emission generated from ponderomotively excited plasma density gradient"Physics of Plasmas. 9. 2812-2815 (2002)
• [文献書誌] T.Shiraishi, M.Mori, K.Kondo: "Estimation of the pulse width of x-ray emission from Xe clusters excited by a subpicosecond intense Ti : sapphire laser pulse"Physical Review A. 65. 045201 (2002)
• [文献書誌] E.Takahashi, M.Mori, M.Yugami, Y.Nishida, K.Kondo: "Observation of the second-harmonic generation from relativistically quivering electrons in exciting laser wakefield"Physical Review E. 65. 016402 (2002)
• [文献書誌] K.Kondo, M.Mori, T.Shiraishi: "X-ray generation from fs laser heated Xe clusters"Applied Surface Science. 197-198. 138-144 (2002)