In previous studies, the pulsed strong magnetic fields generated by the laser-driven coils were usually overestimated. One of the reasons is that the self-generated magnetic field and the coil-induced magnetic field exhibit different power-law decay behaviors with respect to probe distance. We design an insulated coil target to measure the net coil-produced magnetic field, and to accurately infer the magnetic field inside a magnetized hohlraum. A magnetic field is generated by laser irradiation on a capacitor-coil target featuring an x-ray maze structure. The gold hohlraum inside the coil is slitted to eliminate the diamagnetic current and enable the external magnetic field to penetrate the gold hohlraum. To delay the closure of the slit, an x-ray maze is designed between the two capacitor plates. In this work, a pulsed magnetic field with a peak strength over 500 T is generated in the magnetized hohlraum using 1053 nm lasers with pulse length of 2 ns and energy of above 1.6 kJ. An energy conversion efficiency of ∼8% from laser energy to magnetic field energy was achieved. This work provides technical support for magnetized high-energy-density physics research.
これまでの研究では、レーザー駆動コイルによって生成されるパルス強磁場は通常過大評価されていた。その理由の一つは、自己生成磁場とコイル誘起磁場がプローブ距離に関して異なる冪乗則減衰挙動を示すことである。我々は、正味のコイル生成磁場を測定し、磁化ホーラム内部の磁場を正確に推定するために、絶縁コイルターゲットを設計した。X線迷路構造を備えたキャパシタ・コイルターゲットへのレーザー照射によって磁場が生成される。コイル内部の金ホーラムには、反磁性電流を除去し、外部磁場が金ホーラムを透過できるようにするために、スリットが設けられている。スリットの閉鎖を遅らせるため、2つのキャパシタプレートの間にX線迷路が設計されている。本研究では、パルス長2 ns、エネルギー1.6 kJ以上の1053 nmレーザーを用いて、磁化ホーラム内に500 Tを超えるピーク強度のパルス磁場が生成された。レーザーエネルギーから磁場エネルギーへのエネルギー変換効率∼8%が達成された。本研究は、磁化高エネルギー密度物理研究のための技術的支援を提供する。