Strong magnetic fields of upto 20 T, corresponding to a current of tens of kA were produced in a coil connected to a single-plate of cm2 area irradiated by a kJ-ns laser pulse. The use of such macroscopic plates protects the coil from plasma debris, while maintaining a strong magnetic field for a time-scale much longer than the laser pulse duration. By correlating the measured magnetic field in the coil to the number of electrons emitted from the interaction zone, we deduce that the target capacitance is enhanced by two orders of magnitude because of the plasma sheath in the proximity of the focal spot. The particle-in-cell simulation illustrates the dynamics of sheath potential and current flow through the coil to ground, thus closing the circuit due to the escape of laser-produced hot electrons from the target.
最大20テスラの強磁場(数十キロアンペアの電流に相当)が、1平方センチメートル規模の単一プレートに接続されたコイル内に生成された。このプレートは、キロジュール級・ナノ秒レーザーパルスによって照射されたものである。このような巨視的プレートの使用により、コイルはプラズマデブリから保護されつつ、レーザーパルス持続時間よりもはるかに長い時間スケールにわたって強磁場が維持される。コイル内で測定された磁場と、相互作用領域から放出された電子数との相関関係から、焦点スポット近傍のプラズマシースにより、ターゲットのキャパシタンスが2桁増大することが示された。粒子セルシミュレーションにより、シース電位と、レーザー生成高温電子のターゲットからの脱出によるコイルを介した接地への電流のダイナミクスが明らかにされた。