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2015 年度 実施状況報告書

高密度プラズマ中のプラズマ波診断

研究課題

研究課題/領域番号 15K05235
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

小瀧 秀行  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 研究主幹 (60354974)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードレーザー電子加速 / プラズマ振動 / 周波数干渉計測 / 超短パルス電子ビーム
研究実績の概要

レーザー科学の進展により高密度プラズマの生成が可能になっている。このようなレーザープラズマから、フェムト秒オーダーの極短パルスの高輝度な量子ビームが生成される。このような量子ビーム生成のメカニズムの解明・最適化及び、高密度プラズマそのものの理解には、プラズマ状態の観測が必要不可欠である。しかしながら、高密度プラズマについては出来ていない。プラズマ密度が高くなると、プラズマ波の波長そのものが短くなるため測定が困難になる。さらに、プラズマによるプローブ光の屈折等の影響が大きくなるためプローブ光の散乱や、プローブ光の波長変調が起き、計測を困難にするためである。このレーザープラズマ相互作用により生成されるプラズマ振動の高分解能計測を目的に実験研究の準備および実験を行った。
平成27年度は、計画通り、計測用のスペクトロメーターの整備を行った。これにより、チタンサファイアレーザーの3倍波から2倍波を計測できるスペクトロメーターを実験室に準備した。平成28年度以降、周波数干渉計を用いたプラズマ振動の計測を行う。また、サブ10フェムト秒プローブ光を用いてのプラズマ振動計測を、連携研究者とともに行った。この計測により、プラズマ振動のシャドウグラフ(影絵)の計測に成功した。
今後、「プローブパルスの2パルス化」や「メインレーザー光と2つのプローブ光(合計3レーザーパルス)の同軸化」などを行い、周波数干渉計を用いたプラズマ波計測を進めていく。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の計画通り進んでいる。

今後の研究の推進方策

平成27年度に整備したスペクトロメーターに、これから準備を行う「プローブパルスの2パルス化」や「メインレーザー光と2つのプローブ光(合計3レーザーパルス)の同軸化」などを組み合わせ、周波数干渉計を用いたプラズマ波計測を進めていく。

次年度使用額が生じた理由

プローブ光のタイミング調整用の光学部品の購入に際して、当初の予定より安く購入することができたため、若干の次年度使用額が生じた。

次年度使用額の使用計画

次年度の助成金と合わせ、周波数干渉計測の実験に用いる2つのプローブ光の軸調整用に使用するウェッジプレートの購入費の一部として使用する予定である。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Limitation of the plasma channel due to the frequency blueshift2016

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Kotaki, Yukio Hayashi, Michiaki Mori, Masaki Kando, James K. Koga, and Sergei V. Bulanov
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 688 ページ: 012054

    • DOI

      10.1088/1742-6596/688/1/012054

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Direct Observation of the Pulse Width of an Ultrashort Electron Beam2015

    • 著者名/発表者名
      H. Kotaki, et al.
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 84 ページ: 074501

    • DOI

      10.7566/JPSJ.84.074501

    • 査読あり
  • [学会発表] Effect of Frequency Blueshift on the Plasma Channel2015

    • 著者名/発表者名
      H. Kotaki, et al.
    • 学会等名
      International Conference on High Energy Density ScienceS 2015 (HEDS 2015)
    • 発表場所
      Pacifico-Yokohama, Yokohama, Japan
    • 年月日
      2015-04-22 – 2015-04-24
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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