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2013 年度 実績報告書

フェムト秒電子バンチ生成とその計測及びコントロール

研究課題

研究課題/領域番号 23600010
研究機関独立行政法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

小瀧 秀行  独立行政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, 研究副主幹 (60354974)

研究分担者 神門 正城  独立行政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 (50343942)
キーワードレーザー加速電子ビーム / パルス幅計測 / 周波数アップシフト / 電子振動
研究概要

レーザー加速生成の電子ビームは、フェムト秒オーダーの超短パルスであることが、理論およびシミュレーション研究により、予想されている。このレーザー加速電子ビームを利用するためには、安定でコントロール可能である必要がある。さらに、使用する電子ビームのパラメーターを計測する必要がある。これまで、ターゲットガスには、ヘリウムガスを使用してきた。これは、プラズマ密度が、ガス密度から容易に決定できるからである。昨年度までに、ターゲットとして、アルゴンガス及び窒素ガスを用いることにより、安定電子ビーム生成に成功した。安定化には、長いプラズマチャネルが必要であるが、ヘリウムガスを使用したときに比べて、アルゴンガス及び窒素ガスを用いたときには、長いプラズマチャネルができる。本研究では、このようなガス中の高強度レーザーパルスの伝搬には、レーザーがプラズマを作るとき、及びプラズマ中を伝搬するときの、レーザーの周波数アップシフトが大きく関わっていることを見いだした。
パルス幅測定に関しては、電子ビームのレーザー電場による振動の測定から、1.7フェムト秒の電子ビーム計測に成功した。これに続いて、生成電子ビームとプローブ光を非線形結晶中で相互作用させ、出てきたプローブ光の変化よりパルス幅を測定することを計画したが、レーザー装置の不具合により、今回は実験を行うことが出来なかった。現在、レーザーの修理が終了し、順次、計測を行っていく予定である。
上記の2つの結果については、現在、論文化を進めているところである。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2014 2013

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] Electron and photon acceleration by interaction between laser and plasma2014

    • 著者名/発表者名
      H. Kotaki, Y. Hayashi, M. Mori, M. Kando, J. K. Koga, and S. V. Bulanov
    • 学会等名
      International Conference on High Energy Density Science 2014
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      20140422-20140425
  • [学会発表] Limitation of the Plasma Channel due to the Frequency Blueshift2013

    • 著者名/発表者名
      H. Kotaki, Y. Hayashi, M. Mori, M. Kando, J. K. Koga, and S. V. Bulanov
    • 学会等名
      8th International Conference on Inertial Fusion Science and Application
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良県奈良市)
    • 年月日
      20130909-20130913

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公開日: 2015-05-28  

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