The study of the expanding plasma propagation during laser-matter interaction is of primary importance for investigation of the energy transport in heated matter. X-ray time resolved measurements with streak cameras positioned transversally to the plasma expansion enable velocity determination of the heating wave propagation via the plasma self-emission. However, the study of ion motion in the interior of near solid density heated material, and in particular in radial expansion direction is very challenging. We have studied these effects via H-like Lyman-alpha doublet resonance line emission of titanium ions in dense high-energy laser produced plasmas at the LULI2000 ns-kJ laser facility, France. Using the vertical-geometry Johann spectrometer, we observed characteristic spectral changes in the Ti Ly-α group emission. We demonstrate the possibility to deduce radial differential plasma velocities combining spectroscopic observations with 2D hydrosimulations. A detailed knowledge of the plasma velocity distribution contributes to the understanding of matter under extreme conditions and is crucial for the analysis of environmental parameters inside dense plasma objects.
レーザーと物質の相互作用中における膨張プラズマ伝播の研究は、加熱された物質中のエネルギー輸送の調査にとって極めて重要である。プラズマ膨張に対して横方向に配置されたストリークカメラを用いたX線時間分解測定により、プラズマ自己発光を介した加熱波伝播の速度決定が可能になる。しかしながら、ほぼ固体密度の加熱物質内部、特に半径方向の膨張方向におけるイオン運動の研究は非常に困難である。我々は、フランスのLULI2000 ns-kJレーザー施設において高エネルギー密度レーザー生成プラズマ中のチタンイオンの水素様ライマンα二重項共鳴線放射を介してこれらの効果を研究した。垂直配置ヨハン分光器を用いて、Ti Ly-αグループ発光における特徴的なスペクトル変化を観測した。我々は、分光観測と2Dハイドロシミュレーションを組み合わせることで、半径方向の微分プラズマ速度を推定できる可能性を実証する。プラズマ速度分布の詳細な知識は、極限条件下の物質の理解に貢献し、高密度プラズマ物体内部の環境パラメータの解析に不可欠である。