2004 Fiscal Year Annual Research Report
超短パルスレーザーと磁化プラズマとの相互作用による短パルス電磁波発生
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16340178
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Utsunomiya University |
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Principal Investigator |
湯上 登 宇都宮大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60220521)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
東口 武史 宮崎大学, 工学部, 助手 (80336289)
伊藤 弘昭 宇都宮大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70302445)
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| Keywords | プラズマ / 電磁波 / レーザー |
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| Research Abstract |
周期的に変化する電流は,周辺に電磁波を放射することができる.プラズマ中で伝搬する電子プラズマ波は,プラズマ密度nの平方根に比例したプラズマ周波数ωpで振動しているので,その周波数の電磁波を放射することが可能である.しかし,その電磁波はプラズマの外,つまり実験室では観測できない.なぜなら,放射された電磁波の周波数ωpがプラズマ中の電磁波のカットオフ周波数となっているため,プラズマ中で強く減衰されるからである.高密度プラズマでは,プラズマ波の電場も大きく,周波数も高いので,この電磁波が外部に取り出されれば,高出力・高周波の電磁波となりうる.
このような状況の中,レーザーを中性ガスに集光して実験を行った.集光したレーザーによりプラズマは瞬時に形成され,長手方向1.5sim 2mm程度の長さに形成された.放射電磁波は,クリスタル検波器によって計測された.時間分解能は,オシロスコープの時間分解能で決まり,約100psである.放射電磁波の周波数は,用いた導波管の群速度分散を用いた飛行時間法(time of flight)を適用した.
これらの計測により,周波数が50から100GHz程度の短パルス電磁波(パルス幅約200ps)が観測された.電磁波の偏向方向は、半径方向であり、それが集光点を中心にコーン状に発生していることが明らかとなった.
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