New high harmonic generation mechanism

新型高次谐波产生机制

• 批准号: 23740413
• 负责人: PIROZHKOV Alexander
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Japan Atomic Energy Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23740413/
• 关键词: プラズマ制御; レーザー; コヒーレントX線放射; レーザー光の高次高調波; レーザー光とプラズマの相互作用; 超高強度レーザー; 相対論的プラズマ; コヒーレントx線放射

I studied a new regime of high-order harmonic generation in the interaction of multi-terawatt femtosecond lasers focused up to intensity I_0>1e18 W/cm2 into gas jet targets. I determined spectral properties, angular distribution, coherence, and source size. In experiments with the 9 TW J-KAREN laser in Japan Atomic Energy Agency (JAEA), the photon energy of harmonic radiation reached 360 eV, within the "water window" spectral region. I suggested and justified a new model of harmonic generation by relativistic electron spikes, which are density singularities resulting from catastrophes of a multi-stream relativistic plasma flow.The results may open a way toward a next-generation bright compact coherent x-ray source which can be built on a university-lab-scale repetitive laser and accessible, replenishable, debris-free gas jet target. This will impact many areas of fundamental research and applications requiring a bright x-ray source for pumping, probing, imaging, or attosecond science.

本文研究了强度I_0> 1 e18 W/cm ~ 2的飞秒激光与气体射流靶相互作用中高次谐波的产生。我确定了光谱特性，角分布，相干性，和光源大小。在日本原子能机构（JAEA）的9 TW J-KAREN激光器的实验中，谐波辐射的光子能量达到360 eV，在“水窗”光谱区。我提出并证明了一个新的相对论电子尖峰谐波产生的模型，这是一个多流相对论等离子体流的灾难导致的密度奇异性。结果可能会打开一条通往下一代明亮的紧凑的相干x射线源，可以建立在大学实验室规模的重复激光器和可访问的，可拆卸的，无碎片的气体射流靶。这将影响许多基础研究和应用领域，这些领域需要明亮的X射线源来进行泵浦、探测、成像或阿秒科学。

项目成果

Source Structure of High-Order Harmonics from Relativistic Electron Spikes

相对论电子尖峰高次谐波的源结构

• 发表时间: 2014
• 作者: Y. Levi-Kalisman;P. D. Jadzinsky;N. Kalisman;H. Tsunoyama;T. Tsukuda;D. A. Bushnell;R. D. Kornberg;A. S. Pirozhkov
• 通讯作者: A. S. Pirozhkov

"High-Order Harmonic Comb from Relativistic Electron Spikes," CLEO-QELS QW1A.3

“来自相对论电子尖峰的高阶谐波梳”，CLEO-QELS QW1A.3

• 发表时间: 2013
• 作者: 堀内真愛;古川善博;掛川武;A. S. Pirozhkov
• 通讯作者: A. S. Pirozhkov

High-Order Harmonic Generation in Gas Jet Targets by Relativistic Irradiance Lasers

相对论辐照度激光器在气体射流目标中产生高次谐波

• 发表时间: 2012
• 作者: Yoshihiro Furukawa;Tsubasa Otake;Takato Ishiguro;Hiromoto Nakazawa and Takeshi Kakegawa;Ryuzo Nakanishi;飯田航,J. Ahamed,片野諭,上原洋一;A. S. Pirozhkov
• 通讯作者: A. S. Pirozhkov

①.朝日新聞「超一瞬のX線 原理実証」平成24年3月15日p.25 Asahi Shimbun, "Ultrafast x-ray generation mechanism established," 15th March 2012,p.25 (in Japanese).

①. 《朝日新闻》，《超快 X 射线发生机制的建立》，2012 年 3 月 15 日，第 25 页（日文）。

On the breaking of a plasma wave in a thermal plasma. I. The structure of the density singularity

关于热等离子体中等离子体波的破裂。

• DOI: 10.1063/1.4764056
• 发表时间: 2012
• 期刊: Phys. Plasmas
• 作者: S. V. Bulanov;T. Zh Esirkepov;M. Kando;J. K. Koga;A. S. Pirozhkov;T. Nakamura;S. S. Bulanov;C. B. Schroeder;E. Esarey;F. Califano;and F. Pegoraro
• 通讯作者: and F. Pegoraro