プラズマ手法に基づくクラスタ媒質と光子場の非線形相互作用の研究

基于等离子体法的团簇介质与光子场非线性相互作用研究

• 批准号: 14077221
• 负责人: 岸本 泰明
• 金额: $ 5.12万
• 依托单位: Kyoto University (2004-2005)Japan Atomic Energy Agency (2002-2003)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14077221/
• 关键词: 極短パルス高強度レーザー; 非線形光学・非線形相; 非線形光学・非線形相互作用; 電子衝突緩和; クラスター媒質; クーロン爆発; 放電・雷過程; 分岐・フラクタル構造; 極端パルス高強度レーザー; レーザープラズマ; 電離過程・緩和過程; 電子衝突電離; 分極波・プラズマ波動

本研究は、マクロないしセミマクロな集団運動の解析に適したプラズマ手法を基礎に、これにミクロな原子・緩和過程を取り入れることにより、レーザー場を含む様々な波長領域の光子場と、中性原子や様々の価数のイオン、電子が共存した気相や固相、クラスター相との複雑な非線形相互作用の素過程の理解することを目的とする。また、このような原子・緩和過程を含む複雑な物理過程を高い精度で模擬・検証することが可能なシミュレーションコード(EPIC3D)の開発を行い、高強度レーザーと物質との相互作用を利用した応用研究を展開する。本年度は、これまで高密度クラスター中に見出された波動励起とそれによる電離過程の物理過程を明らかにするため、シャープな境界を持った固体(あるいは固体薄膜)と短パルスレーザーとの相互作用において、レーザーが伝播しない固体内部での詳細な電離過程のダイナミックスを、EPIC3Dを用いて調べた。その結果、(1)この波動励起は、短パルスレーザーによって生成された高速電子によるプラズマ波のCherenkov放射であること(2)それらは局所的な乱流状態への発展し、その乱流電場はイオン化を引き起こしながら固体中を雪崩的に電離波として高速に伝播すること、(3)乱流電場のエネルギーは、粒子との運動論的相互作用を通して電子加熱に変換されること、(4)この乱流駆動による電離過程はレーザー強度に依存して多段的に起こること、また、高価数のイオンへの電離は電子衝突イオン化を通して熱伝導を伴いながら緩やかに伝播すること、等が明らかになった。物質の電離過程を伴ったこれらの複雑な相互作用は、近年研究が進展しているレーザーと薄膜相互作用を利用したイオン加速研究にも重要に役割を果たすことから、今後の応用研究の進展が期待される。

This study aims to provide a basis for the analysis of cluster motion, including the atomic relaxation process, photon field in the wavelength domain, neutral atom interaction, electron blue shift, solid phase, complex phase, and nonlinear interaction. The development of the EPIC3D process, including complex physical processes with high accuracy, simulation and verification, and the use of high-intensity physical interactions, are being studied. This year, the physical process of ionization process in high density and high density was observed, and the interaction of ionization process in solid (solid film) was observed. The results are as follows: (1) The ratio excitation causes high speed electron emission,(2) Turbulent electric field causes high speed electron emission,(3) Turbulent electric field causes high speed electron emission,(4) Turbulent electric field causes high speed electron emission,(5) Turbulent electric field causes high speed electron emission,(6) Turbulent electric field causes high speed electron emission,(7) Turbulent electric field causes high speed electron emission,(8) Turbulent electric field causes high speed electron emission. The kinetic interaction of particles is dependent on the intensity of the ionization process, which depends on the intensity of the multi-stage ionization process. The ionization process of substances is accompanied by complex interaction. Recent research progress in the field of thin film interaction is expected.

项目成果

Y.Kishimoto, T.Masaki, T.Tajima: "Laser-Cluster Interaction for Nuclear Fusion"AIP Conference Proceedings "Superstrong Field in Plasmas". 611. 264-275 (2002)

Y.Kishimoto、T.Masaki、T.Tajima：“核聚变的激光簇相互作用”AIP 会议论文集“等离子体中的超强场”。

Generation of X rays and energetic ions from superintense laser irradiation of micron-sized Ar clusters

• DOI: 10.1017/s0263034604223047
• 发表时间: 2004-09-01
• 期刊: LASER AND PARTICLE BEAMS
• 影响因子: 0.9
• 作者: Fukuda, Y;Akahane, Y;Gasilov, VA
• 通讯作者: Gasilov, VA

Ionization dynamics in high power laser-matter interaction

高功率激光与物质相互作用中的电离动力学

• 发表时间: 2006
• 期刊: J. Plasama Physics 72
• 作者: T.Masaki;Y.Kishimoto
• 通讯作者: Y.Kishimoto

Structures and dynamics of cluster plasmas created by ultrashort intense laser fields

超短强激光场产生的团簇等离子体的结构和动力学

• 发表时间: 2006
• 期刊: Physical Review A 73
• 作者: Y.Fukuda;Y Kishimoto;T.Masaki;N.K.Yamakawa
• 通讯作者: N.K.Yamakawa

Fluid-maxwell simulation of laser pulse dynamics in overdense plasma

• DOI: 10.1063/1.1924708
• 发表时间: 2005-05
• 期刊: Physics of Plasmas
• 影响因子: 2.2
• 作者: V. Berezhiani;D. Garuchava;S. Mikeladze;K. Sigua;N. Tsintsadze;S. Mahajan;Y. Kishimoto;K. Nishikawa