Radiochromic film imaging spectroscopy of laser-accelerated proton beams

Review of Scientific Instruments

Volumn 80, Issue 3, 2009, Pages

  Nurnberg F ^a   Schollmeier, M ^a   Brambrink, E ^b   Blazevic A ^c   Carroll, D C ^d   Flippo, K ^e   Gautier, D C ^e   Geibel, M ^f   Harres, K ^a   Hegelich, B M ^e   Lundh, O ^g   Markey, K ^h   McKenna, P ^d   Neely, D ⁱ   Schreiber, J ^j   Roth, M ^a  

^a DARMSTADT UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (Germany)

^b ECOLE POLYTECHNIQUE   (France)

^c GSI HELMHOLTZZENTRUM FÜR SCHWERIONENFORSCHUNG GMBH   (Germany)

^d UNIVERSITY OF STRATHCLYDE   (United Kingdom)

^e LOS ALAMOS NATIONAL LABORATORY   (United States)

^f SANDIA NATIONAL LABORATORIES   (United States)

^g LUND UNIVERSITY   (Sweden)

^h QUEEN'S UNIVERSITY BELFAST   (United Kingdom)

ⁱ RUTHERFORD APPLETON LABORATORY   (United Kingdom)

^j UNIVERSITY OF MUNICH   (Germany)

more..

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

GOLD DEPOSITS; INTERLOCKING SIGNALS; LASERS; PAPER PRODUCTS; PHASE SPACE METHODS; PROTON BEAMS;

EMITTANCE; ENERGY DEPOSITIONS; EXPERIMENTAL METHODS; GOLD FOILS; HIGH RESOLUTIONS; IMAGING SPECTROSCOPIES; LASER SYSTEMS; LASER-ACCELERATED PROTON BEAMS; PHASE SPACES; PROTON DETECTORS; PROTON DISTRIBUTIONS; PROTON SPECTRUM; RADIOCHROMIC FILMS; REAR SIDES; STACK CONFIGURATIONS; VIRTUAL SOURCES;

PROTONS;

EID: 63649121649     PISSN: 00346748     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.3086424     Document Type: Article

References (50)

1. A. P. Fews, P. A. Norreys, F. N. Beg, A. R. Bell, A. E. Dangor, C. N. Danson, P. Lee, and S. J. Rose, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 10.1103/PhysRevLett. 73.1801 73, 1801 (1994).
2. A. Maksimchuk, S. Gu, K. Flippo, D. Umstadter, and V. Yu. Bychenkov, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.84.4108 84, 4108 (2000).
3. E. L. Clark, K. Krushelnick, J. R. Davis, M. Zepf, M. Tatarakis, F. N. Beg, A. Machacek, P. A. Norreys, M. I. K. Santala, I. Watts, and A. E. Dangor, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.84.670 84, 670 (2000).
4. R. A. Snavely, M. H. Key, S. P. Hatchett, T. E. Cowan, M. Roth, T. W. Phillips, M. A. Stoyer, E. A. Henry, T. C. Sangster, M. S. Singh, S. C. Wilks, A. MacKinnon, A. Offenberger, D. M. Pennington, K. Yasuike, A. B. Langdon, B. F. Lasinski, J. Johnson, M. D. Perry, and E. M. Cambell, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.85.2945 85, 2945 (2000).
5. S. P. Hatchett, P. Hatchett, C. G. Brown, T. E. Cowan, E. A. Henry, J. S. Johnson, M. H. Key, J. A. Koch, A. B. Langdon, B. F. Lasinski, R. W. Lee, A. J. Mackinnon, D. M. Pennington, M. D. Perry, T. W. Phillips, M. Roth, T. C. Sangster, M. S. Singh, R. A. Snavely, M. A. Stoyer, S. C. Wilks, and K. Yasuike, Phys. Plasmas 1070-664X 10.1063/1.874030 7, 2076 (2000).
6. A. J. Mackinnon, M. Borghesi, S. Hatchett, M. H. Key, P. K. Patel, H. Campbell, A. Schiavi, R. Snavely, S. C. Wilks, and O. Willi, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.86.1769 86, 1769 (2001).
7. L. Robson, P. T. Simpson, P. McKenna, K. W. D. Ledingham, R. J. Clarke, T. McCanny, D. Neely, O. Lundh, F. Lindau, C.-G. Wahlström, and M. Zepf, Nat. Phys. 3, 58 (2007). 1745-2473
8. T. Cowan, J. Fuchs, H. Ruhl, A. Kemp, P. Audebert, M. Roth, R. Stephens, I. Barton, A. Blažević, E. Brambrink, J. Cobble, J. Fernandez, J.-C. Gauthier, M. Geissel, M. Hegelich, J. Kaae, S. Karsch, G. P. Le Sage, S. Letzring, M. Manclossi, A. Newkirk, H. Pepin, and N. Renard-LeGalloudec, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.92.204801 92, 204801 (2004).
9. E. Brambrink, J. Schreiber, T. Schlegel, P. Audebert, J. Cobble, J. Fuchs, B. M. Hegelich, and M. Roth, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.96.154801 96, 154801 (2006).
10. K. Flippo, B. M. Hegelich, B. J. Albright, L. Yin, D. C. Gautier, S. Letzring, M. Schollmeier, J. Schreiber, R. Schulze, and J. C. Fernandez, Laser Part. Beams 0263-0346 10.1017/S0263034607070012 25, 3 (2007).
11. I. Spencer, K. W. D. Ledingham, R. P. Singhal, T. McCanny, P. McKenna, E. L. Clark, K. Krushelnick, M. Zepf, F. N. Beg, M. Tatarakis, A. E. Dangor, P. A. Norreys, R. J. Clarke, R. M. Allott, and I. N. Ross, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B 0168-583X 10.1016/S0168-583X(01)00771-6 183, 449 (2001).
12. V. Malka, S. Fritzler, E. Lefebvre, E. d'Humieres, R. Ferrand, G. Grillon, C. Albaret, S. Meyroneinc, J.-P. Chambaret, A. Antonetti, and D. Hulin, Med. Phys. 0094-2405 10.1118/1.1747751 31, 1587 (2004).
13. M. Borghesi, D. H. Campbell, A. Schiavi, O. Willi, A. J. Mackinnon, D. Hicks, P. Patel, L. A. Gizzi, M. Galimberti, and R. J. Clarke, Laser Part. Beams 0263-0346 10.1017/S0263034602202177 20, 269 (2002).
14. K. Krushelnick, E. L. Clark, R. Allott, F. N. Beg, C. N. Danson, A. Machacek, V. Malka, Z. Najmudin, D. Neely, P. A. Norreys, M. R. Salvati, M. I. K. Santala, M. Tatarakis, I. Watts, M. Zepf, and A. E. Dangor, IEEE Trans. Plasma Sci. 0093-3813 10.1109/27.893296 28, 1184 (2000).
15. M. Schollmeier, S. Becker, M. GeiΒel, K. A. Flippo, A. Blažević, S. A. Gaillard, D. C. Gautier, F. Grüner, K. Harres, M. Kimmel, F. Nürnberg, P. Rambo, U. Schramm, J. Schreiber, J. Schütrumpf, J. Schwarz, N. A. Tahir, B. Atherton, D. Habs, B. M. Hegelich, and M. Roth, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.101.055004 101, 055004 (2008).
16. M. Roth, T. E. Cowan, M. H. Key, S. P. Hatchett, C. Brown, W. Fountain, J. Johnson, D. M. Pennington, R. A. Snavely, S. C. Wilks, K. Yasuike, H. Ruhl, F. Pegoraro, S. V. Bulanov, E. M. Campbell, M. D. Perry, and H. Powell, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.86.436 86, 436 (2001).
17. P. Mora, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.90.185002 90, 185002 (2003).
18. S. C. Wilks, A. B. Langdon, T. E. Cowan, M. Roth, M. Singh, S. Hatchett, M. H. Key, D. Pennington, A. MacKinnon, and R. A. Snavely, Phys. Plasmas 1070-664X 10.1063/1.1333697 8, 542 (2001).
19. A. J. Kemp, J. Fuchs, Y. Sentoku, V. Sotnikov, M. Bakeman, P. Antici, and T. E. Cowan, Phys. Rev. E 1063-651X 10.1103/PhysRevE.75.056401 75, 056401 (2007).
20. S. Karsch, S. Düsterer, H. Schwoerer, F. Ewald, D. Habs, M. Hegelich, G. Pretzler, A. Pukhov, K. Witte, and R. Sauerbrey, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.91.015001 91, 015001 (2003).
21. J. Fuchs, Y. Sentoku, S. Karsch, J. Cobble, P. Audebert, A. Kemp, A. Nikroo, P. Antici, E. Brambrink, A. Blažević, E. M. Campbell, J. C. Fernandez, J.-C. Gauthier, M. Geissel, M. Hegelich, H. Pepin, H. Popescu, N. Renard-LeGalloudec, M. Roth, J. Schreiber, R. Stephens, and T. E. Cowan, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.94.045004 94, 045004 (2005).
22. Y. Sentoku, K. Mima, P. Kaw, and K. Nishikawa, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.90.155001 90, 155001 (2003).
23. H. Schwoerer, S. Pfotenhauer, O. Jäckel, K. -U. Amthor, B. Liesfeld, W. Ziegler, R. Sauerbrey, K. W. D. Ledingham, and T. Esirkepov, Nature (London) 0028-0836 10.1038/nature04492 439, 445 (2006).
24. B. M. Hegelich, B. J. Albright, J. Cobble, K. Flippo, S. Letzring, M. Paffett, H. Ruhl, J. Schreiber, R. K. Schulze, and J. C. Fernández, Nature (London) 0028-0836 10.1038/nature04400 439, 441 (2006).
25. H. Ruhl, T. E. Cowan, and J. Fuchs, Phys. Plasmas 1070-664X 10.1063/1.1690302 11, L17 (2004).
26. M. Roth, A. Blažević, M. Geissel, T. Schlegel, T. E. Cowan, M. Allen, J.-C. Gauthier, P. Audebert, J. Fuchs, J. Meyer-ter-Vehn, M. Hegelich, S. Karsch, and A. Pukhov, Phys. Rev. ST Accel. Beams 1098-4402 10.1103/PhysRevSTAB.5.061301 5, 061301 (2002).
27. GafChromic radiochromic film types HD-810, HS, MD-55; ISP Corporation, Wayne, New Jersey 07470, USA, http://www.ispcorp.com/products/dosimetry/ (2008).
28. W. L. McLaughlin, M. Al-Sheikhly, D. F. Lewis, A. Kovacs, and L. Wojnarovits, Radiochromic Solid-State Polymerization Reaction, Chap. in: R. L. Clough and S. W. Shalaby, Irradiation of Polymers (American Chemical Society, Washington, DC, 1996).
29. D. S. Hey, M. H. Key, A. J. Mackinnon, A. G. MacPhee, P. K. Patel, R. R. Freeman, L. D. Van Woerkom, and C. M. Castaneda, Rev. Sci. Instrum. 0034-6748 10.1063/1.2901603 79, 053501 (2008).
30. A. Niroomand-Rad, C. R. Blackwell, B. M. Coursey, K. P. Gall, J. M. Galvin, W. L. McLaughlin, A. S. Meigooni, R. Nath, J. E. Rodgers, and C. G. Soares, Med. Phys. 0094-2405 10.1118/1.598407 25, 2093 (1998).
31. H. Alva, H. Mercado-Uribe, M. Rodriguez-Villafuerte, and M. E. Brandan, Phys. Med. Biol. 0031-9155 10.1088/0031-9155/47/16/308 47, 2925 (2002).
32. Grey wedge #T4110cc, Stouffer Graphic Arts, Mishawaka, IN 46544, USA; 41 Steps from Optical Density 1 to 4, http://www.stouffer.net (2008).
33. J. F. Ziegler, J. P. Biersack, and U. Littmark, The Stopping and Range of Ions in Solids (Pergamon, New York, 1985).
34. A. Z. Jones, C. D. Bloch, E. R. Hall, R. Hashemian, S. B. Klein, B. von Przewoski, K. M. Murray and C. C. Foster, IEEE Trans. Nucl. Sci. 46, 1762 (1999).
35. S. Humphries, Jr., Charged Particle Beams (Wiley, New York, 1990).
36. F. M. Bieniosek, L. R. Prost, P. A. Seidl, A. W. Molvik, and M. Kireeff Covo, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 0168-9002 10.1016/j.nima.2005.01.220 544, 268 (2005).
37. J. Fuchs, Y. Sentoku, E. d'Humieres, T. E. Cowan, J. Cobble, P. Audebert, A. Kemp, A. Nikroo, P. Antici, E. Brambrink, A. Blažević, E. M. Campbell, J. C. Fernandez, J.-C. Gauthier, M. Geissel, M. Hegelich, S. Karsch, H. Popescu, N. Renard-LeGalloudec, M. Roth, J. Schreiber, R. Stephens, and H. Pepin, Phys. Plasmas 1070-664X 10.1063/1.2720373 14, 053105 (2007).
38. P. M. Lapostolle, IEEE Trans. Nucl. Sci. 18, 1101 (1971).
39. M. Reiser, Theory and Design of Charged Particle Beams (Wiley, Albuquerque, NM, 1994).
40. J. Fuchs, P. Antici, E. D. Humieres, E. Lefebvre, M. Borghesi, E. Brambrink, C. A. Cecchetti, M. Kaluza, V. Malka, M. Manclossi, S. Meyroneinc, P. Mora, J. Schreiber, T. Toncian, H. Pepin, and P. Audebert, Nat. Phys. 2, 48 (2006). 1745-2473
41. P. Mora, Phys. Rev. E 1063-651X 10.1103/PhysRevE.72.056401 72, 056401 (2005).
42. J. Fuchs, C. A. Cecchetti, M. Borghesi, T. Grismayer, E. d'Humieres, P. Antici, S. Atzeni, P. Mora, A. Pipahl, L. Romagnani, A. Schiavi, Y. Sentoku, T. Toncian, P. Audebert, and O. Willi, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.99.015002 99, 015002 (2007).
43. J. J. Thomson, Philos. Mag. 21, 225 (1911). 1478-6435
44. K. Harres, M. Schollmeier, E. Brambrink, P. Audebert, A. Blažević, K. Flippo, D. C. Gautier, M. GeiΒel, B. M. Hegelich, F. Nürnberg, J. Schreiber, H. Wahl, and M. Roth, Rev. Sci. Instrum. 0034-6748 10.1063/1.2987687 79, 093306 (2008).
45. B. Dromey, S. Kar, P. Foster, and M. Zepf, Rev. Sci. Instrum. 0034-6748 10.1063/1.1646737 75, 645 (2004).
46. A. P. Fews, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B 0168-583X 10.1016/0168-583X(92)95367-Z 71, 465 (1992).
47. M. Borghesi, A. J. Mackinnon, D. H. Campbell, D. G. Hicks, S. Kar, P. K. Patel, D. Price, L. Romagnani, A. Schiavi, and O. Willi, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 10.1103/PhysRevLett.92.055003 92, 055003 (2004).
48. Injector group, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, Darmstadt, Germany, www-inj.gsi.de (2007).
49. T. Winkelmann, R. Cee, T. Haberer, N. Naas, A. Peters, S. Scheloske, P. Spädtke, and K. Tinschert, Rev. Sci. Instrum. 0034-6748 10.1063/1.2823952 79, 02A331 (2008).
50. E. Breschi, M. Borghesi, M. Galimberti, D. Giuliettia, L. A. Gizzia, and L. Romagnani, Laser Part. Beams 0263-0346 10.1017/S0263034604040030 22, 393 (2004).