誘導ブリルアン散乱位相共役鏡を用いた高時間分解トムソン散乱計測法の開発

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本研究では、レーザービームを一対の誘導ブリルアン散乱(SBS)位相共役鏡の間に閉じ込め、レーザー光を往復させ、プラズマを通過中に複数回トムソン散乱させること(マルチパストムソン散乱)により、バースト的な高時間分解のトムソン散乱計測を実現し、この手法を確立することを目的として研究を進めている。本年度の主な成果は次のとおり。1、位相共役鏡は単一縦モードレーザーを用いなければ高反射率を得ることができない。そこで、既存の2台のレーザー装置を組み合わせ、単一縦モードYAGレーザーを主発振器とし、その出力ビームを別のレーザー装置の増幅器で増幅する、ジュール級単一縦モードレーザーシステムの開発を行った。本年度は、レーザー電源を増力し、50Hz動作で1.15Jの出射エネルギーを達成し、マルチパストムソン散乱のためのレーザーの準備が整った。併せて、大口径ポッケルスセルを購入し、1対の位相共役鏡間にレーザーを閉じ込めるための基礎試験に着手した。2、先進的なマルチパストムソン散乱計測に応用可能な、SBSパルス圧縮技術の開発を行った。本年度は、100ps以下のパルス圧縮を目標として、音響緩和時間40psの液体フレオン系化合物(ガルデンHT270)を用いて試験を行った。長さ1.5m、内径40mmのセルにHT270を充填し、f1000のレンズでレーザー光を集光し、SBSパルス圧縮を行った結果、パルス幅10ns、エネルギー1J、波長1064のレーザー光は、反射率90%で200ps程度まで圧縮できた。今後、動作条件の最適化を進める。