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2014 年度 実績報告書

フェムト秒電子ビームによる相対論的レーザープラズマ相互作用の超高速観測

研究課題

研究課題/領域番号 24540537
研究機関大阪大学

研究代表者

時田 茂樹  大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 講師 (20456825)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードレーザープラズマ / テラヘルツ / サブミリ波 / 超高速 / 高強度レーザー / レーザー加速 / 電子ビーム
研究実績の概要

高強度超短パルスレーザーを固体へ照射した際に生じるレーザーと高密度プラズマとの相互作用は、現代のプラズマ物理分野の主要な研究課題の一つになっており、各国の物理・工学系研究施設で実験的・理論的研究が進められている。我々は2010年頃に、レーザー加速した電子ビームを磁気パルス圧縮器により時間的に圧縮する超短パルス電子ビーム発生法を完成させ、パルス幅約500fsの超短パルス電子ビームを得ることに成功している。この独創技術をーザーと高密度プラズマとの相互作用の超高速現象観測へ世界に先駆けて応用し、実験プラズマ物理の新たな可能性を拓くことが本研究の目的である。
昨年までに、高強度レーザーを金属ワイヤーに照射した際に生じる強い電場及び磁場の時間空間分解測定と、数値シミュレーションによる理論的裏付けを行った。実験及びシミュレーションの結果から、レーザー光のエネルギーが非常に効率よくサブミリ波領域の表面電磁波へと変換できることを実証できた。
本年度は、高強度レーザーを金属ワイヤーに照射した際に生じる表面電磁波の特徴を更に詳細に調べるため、電気光学効果を利用した電場の時空間分解測定を行った。この研究成果は、学術の面において高強度レーザーと固体表面との相互作用に関する新しい知見を与えるとともに、レーザー光により発生させた高強度テラヘルツ表面波の応用の可能性を示唆するものである。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Strong sub-terahertz surface waves generated on a metal wire by high-intensity laser pulses2015

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Tokita, Shuji Sakabe, Takeshi Nagashima, Masaki Hashida, Shunsuke Inoue
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 ページ: 8268

    • DOI

      10.1038/srep08268

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 1-J operation of monolithic composite ceramics with Yb:YAG thin layers: multi-TRAM at 10-Hz repetition rate and prospects for 100-Hz operation2015

    • 著者名/発表者名
      Martin Divoky, Shigeki Tokita, Sungin Hwang, Toshiyuki Kawashima, Hirofumi Kan, Antonio Lucianetti, Tomas Mocek, Junji Kawanaka
    • 雑誌名

      Optics Letters

      巻: 40 ページ: 855-858

    • DOI

      10.1364/OL.40.000855

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of 500-mJ nanosecond pulses from a diode-pumped Yb:YAG TRAM laser amplifier2014

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Tokita, Martin Divoky, Hiroaki Furuse, Kakeru Matsumoto, Yuki Nakamura, Minoru Yoshida, Toshiyuki Kawashima, Junji Kawanaka
    • 雑誌名

      Optical Materials Express

      巻: 4 ページ: 2122-2126

    • DOI

      10.1364/OME.4.002122

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 金属ワイヤーターゲットによる高強度サブテラヘルツ表面波発生2015

    • 著者名/発表者名
      時田 茂樹,橋田 昌樹,井上 俊介,長島健,阪部 周二
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第35 回年次大会
    • 発表場所
      東海大学高輪校舎
    • 年月日
      2015-01-11 – 2015-01-12
  • [学会発表] Generation of 1‐J nanosecond pulses from a diode‐pumped Yb:YAG TRAM laser amplifier2014

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Tokita, Martin Divoky, SungIn Hwang, Toshiyuki Kawashima, Antonio Lucianetti, Junji Kawanaka
    • 学会等名
      10th Laser Ceramics Symposium
    • 発表場所
      ポーランド、ヴロツワフ
    • 年月日
      2014-12-01 – 2014-12-05
  • [学会発表] High Power 3 μm Erbium Fiber Lasers2014

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Tokita, Masanao Murakami, Seiji Shimizu
    • 学会等名
      Advanced Solid State Lasers
    • 発表場所
      中国、上海
    • 年月日
      2014-11-16 – 2014-11-21
    • 招待講演
  • [学会発表] 1J,100Hz低温冷却Yb:YAG-TRAMマルチパス増幅器2014

    • 著者名/発表者名
      時田 茂樹,マーティン・ディボッキー,スンイン・ファン,川嶋 利幸,西岡 一,河仲 準二
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
  • [学会発表] Intense Terahertz Surface-Wave Generated from Laser-Plasma Interactions2014

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Tokita, Masaki Hashida, Takeshi Nagashima, Shunsuke Inoue, Shuji Sakabe
    • 学会等名
      Collaborative Conference on Materials Research 2014
    • 発表場所
      韓国、仁川
    • 年月日
      2014-06-23 – 2014-06-27
    • 招待講演

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公開日: 2016-06-01  

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