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2016 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量子科学技術研究開発機構

研究代表者

小瀧 秀行  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 光量子科学研究部, 上席研究員(定常) (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 / 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た。このレーザー生成プラズマから、フェムト秒オーダーの極短パルスの量子ビームを生成することができる。このような極短パルス量子ビーム生成のメカニズムの解明や最適化、さらに高密度プラズマ物理の研究には、プラズマ状態の観測が必要不可欠である。しかしながら、高密度プラズマの計測は、ほとんど行われていない。これは、プラズマ密度が高くなると、プラズマ波の波長が短くなるため測定が困難になるからである。さらに、プラズマ密度が高くなることにより、プラズマによるプローブ光の屈折や散乱、波長変調が起きるため、測定が困難になる。このレーザー生成高密度プラズマの計測を行った。
平成28年度は、当初の計画通り、「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」および「周波数干渉計を用いてのプラズマ振動計測」を行った。「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」により、プラズマ振動のシャドウグラフ(影絵)の測定に成功した。この計測により、プラズマ振動を視覚的にとらえることができた。また、「周波数干渉計を用いてのプラズマ振動計測」により、シングルショットでのプラズマ振動計測に成功した。この計測により、プラズマ中の電子密度の変化測定に成功した。現在、解析を進めている。
平成29年度は、それぞれの計測の高度化および光子加速を用いた高密度プラズマのプラズマ振動計測を進める予定である。

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

「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」および「周波数干渉計を用いてのプラズマ振動計測」の高度化および光子加速を用いた高密度プラズマのプラズマ振動計測を進める。

次年度使用額が生じた理由

海外出張による国際会議参加の予定だったが、実験を優先させたため参加しなかった。そのため、出張費および滞在費で残額が生じた。

次年度使用額の使用計画

次年度の助成金と合わせ、広範囲計測用分光器を購入する。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2017 2016

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、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Explosive Nucleosynthesis Study Using Laser Driven γ-ray Pulses2017

    • 著者名/発表者名
      Takehito Hayakawa, Tatsufumi Nakamura, Hideyuki Kotaki, Masaki Kando, and Toshitaka Kajino
    • 雑誌名

      Quantum Beam Sci.

      巻: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.3390/qubs1010003

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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
  • [学会発表] Single Shot Measurement of the plasma wave by using Frequency Domain Holographic2017

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Kotaki, Michiaki Mori, Yukio Hayashi, K. Huang, Nobuhiko Nakanii, and Masaki Kando
    • 学会等名
      INTERNATIONAL CONFERENCE ON HIGH ENERGY DENSITY SCIENCES 2017 (HEDS2017)
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-04-18 – 2017-04-21
    • 国際学会
  • [学会発表] 周波数干渉計によるプラズマ波計測2017

    • 著者名/発表者名
      小瀧 秀行、森 道昭、林 由紀雄、 黄 開、中新 信彦、神門 正城
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] 周波数干渉計を用いたプラズマ波計測2017

    • 著者名/発表者名
      小瀧 秀行、森 道昭、林 由紀雄、 黄 開、中新 信彦、神門 正城
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第37回年次大会
    • 発表場所
      徳島大学常三島キャンパス(徳島県徳島市)
    • 年月日
      2017-01-07 – 2017-01-09

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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