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裏面 か ら高 エ ネル ギ ーの 電子 パ ル スお よび プ ロ トンが 発生 す る. 30脚 厚 さの 銅 ター ゲ ッ トを用 い, 2.7×1018W/cm2 で43fsの レー ザ ー光 を照射 した 際 に,タ ー ゲ ッ トの裏 面垂 直 方 向 に発 生 す る電 子 の エ ネ ル ギ ー 分 布 を磁 場 分 離 型 の ス ペ ク トロ メ ー ター を用 い て 調 べ た とこ ろ,最 大 エ ネ ル ギ ー が1.4MeVに 達 す る電 子 が観 測 され た19).こ の と き 100keV以 上のエネルギー領域で,電 子エネルギー分布は ボルツマン分布に従い,そ の有効電子温度は約300keVと 求められた.こ の値は照射光のポンデロモーティブエネル ギーとほぼ等 しいことが示された.ま た,同 じ方向に放出 されるイオンのエネルギー分布測定をトムソンパラボラ分 光法を用いて計測 したところ,高 エネルギーのプロトンが 発生しそのエネルギー分布は電子エネルギー分布 とほぼ等 しいことが示された. この実験の場合には,高 速電子 ・イオンの発生のメカニ ズムは以下のように説明されている.高 強度フェム ト秒 レーザーパルスの持つプレパルスの照射によりプレプラズ マが発生する.プ レプラズマ中の電子が,メ インパルスの ポンデロモーティブポテンシャルにより高速に加速 され る.加 速された高速電子が金属薄膜を透過 し,裏 面から放 出される.高 速電子はターゲット裏面に吸着 している不純 物(水や炭化水素)を イオン化しプロトンを発生する.タ ー ゲット裏面に形成された電場によりイオンが加速される. プロトン以外に炭素イオン等の加速も行われるが,質 量が 大 きいために加速効率が悪い. 高強度レーザーによる電子加速は,金 属ターゲット以外 に気体やクラスターなどを用いても行われている.こ の場 合には,加 速機構 は気体密度やレーザー強度依存 して異な り,条 件によっては航跡場加速機構が支配的になる.最 近 では気体を用いることで, 100MeV以 上のエネルギーを持 つ準単色 の高 エ ネルギ ー電子 の発生 も行 われ てい る4,5,20).また,放 電プラズマ と高強度 レーザーとの組み 合わせにより, 1GeVに 達する高速電子の発生 も報告され ている2).

Quantum Emission by Intense Laser Field and Its Application to Materials Dynamics