プラズマを必要としないレーザー粒子加速の原理検証

验证不需要等离子体的激光粒子加速原理

• 批准号: 21656014
• 负责人: 佐藤 俊一
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21656014/
• 关键词: レーザー加速; 偏光; プラズマフリー

光ビームの光軸方向電場(縦方向電場)を用いる粒子加速は、現在のキロメートルに及ぶ巨大施設を、わずか数メートルの大きさに縮小できる可能性を有している。偏光が放射状に分布した新しいタイプのレーザービーム(径偏光ビーム)を用いると、プラズマを用いないレーザー粒子加速に不可欠な光軸方向電場を、容易にかつ高強度で発生させることが可能であると期待されている。本研究では、径偏光発生技術をフェムト秒レーザーに適用して、強い光軸方向電場を発生させ、プラズマ不要のレーザー加速の原理検証を目指している。そのためには、十分な性能を有する光源の開発が不可欠であり、本年度は高次横モードを持つ各種ベクトルビームをレーザー共振器から直接かつ簡便に発生させる方法の原理検証実験を行った。レーザー光ビームの横モードが損失の空間分布に強く依存することを利用し、共振器に用いる反射鏡の中心に小さな点欠陥を施し、これによって強制的に中空の強度分布を有するレーザービームだけを発生させる方法をとった。その結果、ベクトルビームとして知られているラゲールガウスおよびベッセルガウスビームの発生が確認された。これらのモード選択は共振器長さやポンプ強度によって可能であることも実証された。さらに、ベクトルビームを物質に照射し、その強度および偏光分布に起因するユニークな相互作用が観測され、理論的予測とよく一致することが認められ、実際の加速実験に対する強力な基盤が形成できた。

Light ビ ー ム の optical axis direction of the electric field (field) in the direction of 縦 を with い る particle acceleration は, now の キ ロ メ ー ト ル に and huge ぶ を, shi わ ず か number メ ー ト ル の big き さ に narrow で き を る possibility has し て い る. Polarization が radial distribution し に た new し い タ イ プ の レ ー ザ ー ビ ー ム (diameter polarization ビ ー ム) を with い る と, プ ラ ズ マ を with い な い レ ー ザ ー particle acceleration に not owe な を optical axis direction of electric field and easy に か つ high-strength で 発 raw さ せ る こ と が may で あ る と expect さ れ て い る. This study で は, diameter polarization 発 raw technology を フ ェ ム ト seconds レ ー ザ ー に applicable し て, strong electric field い optical axis を 発 raw さ せ, プ ラ ズ マ don't の レ ー ザ ー accelerate の principle 検 card を refers し て い る. そ の た め に は, very な performance を す る light の open 発 が not owe で あ り, this year's は higher order horizontal モ ー ド を hold various ベ つ ク ト ル ビ ー ム を レ ー ザ ー resonator か ら directly か つ simple に 発 raw さ せ る method の principle 検 card be 験 を line っ た. レ ー ザ ー light ビ ー ム の transverse モ ー ド が loss の strong spatial distribution に く dependent す る こ と を using し, resonator に with い る reflector の center に small さ な point owe 陥 を し, こ れ に よ っ て mandatory に hollow の intensity distribution を have す る レ ー ザ ー ビ ー ム だ け を 発 raw さ せ る method を と っ た. そ の results, ベ ク ト ル ビ ー ム と し て know ら れ て い る ラ ゲ ー ル ガ ウ ス お よ び ベ ッ セ ル ガ ウ ス ビ ー ム の 発 raw が confirm さ れ た. こ れ ら の モ ー ド sentaku は resonator long さ や ポ ン プ strength に よ っ て may で あ る こ と も card be さ れ た. さ ら に, ベ ク ト ル ビ ー ム を material し に exposure, そ の strength お よ び cause polarization distribution に す る ユ ニ ー ク な interaction が 観 measuring さ れ, theory to measure と よ く consistent す る こ と が recognize め ら れ, be interstate の acceleration be 験 に す seaborne る powerful な base plate が form で き た.

项目成果

Fabrication of Novel Structures on Silicon with Femtosecond Laser Pulses

• DOI: 10.2961/jlmn.2010.03.0009
• 发表时间: 2010-12
• 期刊: Journal of Laser Micro Nanoengineering
• 影响因子: 1.1
• 作者: Chung-Wei Cheng;Y. Kozawa;S. Sato

Generation of hollow scalar and vector beams using a spot-defect mirror

• DOI: 10.1364/josaa.27.002072
• 发表时间: 2010-09-01
• 期刊: JOURNAL OF THE OPTICAL SOCIETY OF AMERICA A-OPTICS IMAGE SCIENCE AND VISION
• 影响因子: 1.9
• 作者: Ito, Akihiko;Kozawa, Yuichi;Sato, Shunichi
• 通讯作者: Sato, Shunichi