レーザープラズマ加速を用いたフェムト秒時間分解測定に関する研究

利用激光等离子体加速的飞秒时间分辨测量研究

• 批准号: 07J03479
• 负责人: 前川 陽
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J03479/
• 关键词: レーザープラズマ電子加速; 数十フェムト秒; 電気光学効果; バンチ長計測; 白色光; フェムト秒電子バンチ長計測; 白色レーザーパルス; レーザープラズマ加速; 極短電子バンチ長計測; コヒーレント遷移放射; フェムト秒レーザー

フェムト秒電子バンチのバンチ長をシングルショットで計測する手段として、電気光学(Electro-Optic)効果を用いた手法が近年注目を集めている。この手法は、これまで我々が進めてきたコヒーレント遷移放射のスペクトル解析によるバンチ長計測の手法と比較して、高時間分解能でかつシングルショット計測が可能であるという利点を持つ。そこで、レーザープラズマ加速でのフェムト秒電子バンチのバンチ長計測として、電気光学効果を用いたバンチ長計測手法の開発を進めた。但し、この手法でもレーザープラズマ加速から生成する数十フェムト秒の電子バンチを計測するために十分な時間分解能は世界でも未だ達成されていない(現在報告されている時間分解能は最高で半値全幅100フェムト秒である)。そこで、100フェムト秒以下の高時間分解能を達成するべく、白色光の生成実験や光学素子の光学特性の測定などの基礎実験を行うとともに、数値解析によって白色光によって数十フェムト秒の時間分解能が可能になることを示した。更に従来のRF線形加速器を用いて、電気光学効果によるバンチ長計測実験(スペクトラル・デコーディング手法)を行い、数ピコ秒の時間分解能で電子バンチのバンチ長を計測することを実験で確認することが出来た。今後は基礎実験として開発を進めていた白色光をプローブ光として用いることで、最高30フェムト秒の時間分解能でレーザープラズマ電子加速の電子バンチを計測することが可能である。これにより、フェムト秒電子バンチの時間分解測定への応用が近い将来に実現可能となったと考えられる。

フ ェ ム ト seconds electronic バ ン チ の バ ン チ long を シ ン グ ル シ ョ ッ ト で す meter test means る と し て, electricity 気 optical (company - Optic) working fruit を い た gimmick が attention in recent years を set め て い る. こ の は, こ れ ま で I 々 が into め て き た コ ヒ ー レ ン ト migration radiation の ス ペ ク ト ル parsing に よ る バ ン チ long measuring の gimmick と compare し て, high time decomposition can で か つ シ ン グ ル シ ョ ッ ト measuring が may で あ る と い う tartness を つ. そ こ で, レ ー ザ ー プ ラ ズ マ accelerate で の フ ェ ム ト seconds electronic バ ン チ の バ ン チ long measuring と し て, electric 気 optical unseen fruit を い た バ ン チ long measuring technique の open 発 を into め た. But し, こ の gimmick で も レ ー ザ ー プ ラ ズ マ accelerate か ら generated す る dozens フ ェ ム ト seconds の electronic バ ン チ を measuring す る た め に very な time breakdown can は world で も not agreed any さ だ れ て い な い (now report さ れ て い る time can decompose は highest で half numerical picture of all the 100 フ ェ ム ト seconds で あ る). そ こ で, 100 フ ェ ム の under high ト seconds decomposition can reach す を る べ く, の densities generated be 験 や optical element child の optical properties determination of の な ど の basis be 験 を line う と と も に, the numerical analytic に よ っ て に densities よ っ て dozens フ ェ ム の ト seconds can decompose が may に な る こ と を shown し た. More に 従 to の RF linear accelerator を い て, electricity 気 optical unseen fruit に よ る バ ン チ long measuring be 験 (ス ペ ク ト ラ ル · デ コ ー デ ィ ン グ technique) を い, several ピ の コ seconds can decompose で electronic バ ン チ の バ ン チ long を measuring す る こ と を be 験 で confirm す る こ と が た. は foundation be 験 と し て open 発 を into め て い た を densities プ ロ ー ブ light と し て in い る こ と で, top 30 フ ェ ム の ト seconds can decompose で レ ー ザ ー プ ラ ズ マ electronic accelerating の バ ン チ を measuring す る こ と が may で あ る. こ れ に よ り, フ ェ ム ト seconds electronic バ ン チ の time determination of decomposition へ の 応 with が nearly い に future may be now と な っ た と exam え ら れ る.

项目成果

DEVELOPMENTS OF 3-D EO BUNCH SHAPE MONITOR FOR XFEL/SPRING-8

XFEL/SPRING-8 3D EO 束形状监测器的开发

• 发表时间: 2009
• 作者: KOSUGI;K.;SHIMIZU;H.;FUJISAWA;T.;ISHIMORI;M.;WATANABE;F.;& FUJISAWA;H.;清水裕士・小杉考司;Akira Maekawa;前川陽;Akira Maekawa;前川陽;前川陽;前川陽;前川陽
• 通讯作者: 前川陽

Ultra short electron beam bunches from a laser plasma cathode

来自激光等离子体阴极的超短电子束束

• 发表时间: 2007
• 期刊: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 261
• 作者: KOSUGI;K.;SHIMIZU;H.;FUJISAWA;T.;ISHIMORI;M.;WATANABE;F.;& FUJISAWA;H.;清水裕士・小杉考司;Akira Maekawa
• 通讯作者: Akira Maekawa

Developments of probe laser pulse for femto-second real-time bunch shape monitor

飞秒实时束团形状监测探测激光脉冲的研究进展

• 发表时间: 2009
• 作者: KOSUGI;K.;SHIMIZU;H.;FUJISAWA;T.;ISHIMORI;M.;WATANABE;F.;& FUJISAWA;H.;清水裕士・小杉考司;Akira Maekawa;前川陽;Akira Maekawa;前川陽;前川陽;前川陽
• 通讯作者: 前川陽

レーザープラズマ加速における電子バンチ長の計測とその評価

激光等离子体加速中电子束长度的测量与评估

• 发表时间: 2007
• 作者: KOSUGI;K.;SHIMIZU;H.;FUJISAWA;T.;ISHIMORI;M.;WATANABE;F.;& FUJISAWA;H.;清水裕士・小杉考司;Akira Maekawa;前川陽;Akira Maekawa;前川陽;前川陽;前川陽;前川陽;前川陽;Akira Maekawa;前川 陽;前川 陽
• 通讯作者: 前川 陽

ラジアル偏光レーザービームの生成と加速器応用

径向偏振激光束产生和加速器应用

• 发表时间: 2009
• 作者: KOSUGI;K.;SHIMIZU;H.;FUJISAWA;T.;ISHIMORI;M.;WATANABE;F.;& FUJISAWA;H.;清水裕士・小杉考司;Akira Maekawa;前川陽;Akira Maekawa;前川陽
• 通讯作者: 前川陽