レーザー生成ビスマスプラズマから放出される高速イオンのエネルギー分布の観測

摘要

水の窓軟X線領域のレーザー生成プラズマ光源に適した元素はいくつかあるが，Biがその候補であることが明らかになっている．二重パルス照射法により，軟X線光源が明るくなることが観測されている．さらに，二重パルス照射法では，最適遅延時間近傍では，軟X線の発光量が増加するとともに，高速イオンデブリの量およびエネルギーが減少することも実証されている．高速イオンのエネルギーが低下すると，静磁場により高速イオンの軌道を変えて，捕集鏡へのダメージを避けることができるため，エネルギー分布を明らかにすることは重要である．二重パルス照射法で高速イオンのエネルギーが減少するのはプリプラズマの密度勾配長が長くなることにより，加速電場が弱くなることが原因である．しかしながら，本研究で用いているプリパルスはサブナノ秒のレーザーであり，プリプラズマの膨張サイズは小さいため，軟X線エネルギーが増加する最適遅延時間(Δ_τ= 7- 10 ns)では，エネルギー分布関数はほぼ変化しないと予測される．従って，高速イオンのエネルギー分布の遅延時間依存性を明らかにすることはデブリ対策の観点のみならず，プラズマ膨張の物理を理解するためにも重要である．