The impact of contaminants on laser-driven light ion acceleration

Physics of Plasmas

Volumn 17, Issue 10, 2010, Pages

  Petrov, G M ^a   Willingale, L ^b   Davis, J ^a   Petrova, Tz ^a   Maksimchuk, A ^b   Krushelnick, K ^b  

^a NAVAL RESEARCH LABORATORY   (United States)

^b UNIVERSITY OF MICHIGAN   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ALUMINUM TARGET; CONTAMINATION LAYERS; ELECTROSTATIC FIELD; EXPERIMENTAL DATA; ION ACCELERATION MECHANISMS; ION ACCELERATIONS; LASER ENERGIES; LASER FLUENCES; LAYER THICKNESS; PARTICLE-IN-CELL SIMULATION MODEL; PARTICLE-IN-CELL SIMULATIONS; PER UNIT; PLASTIC LAYERS; REAR SURFACES; SPACE CHARGE FIELD; SPACE CHARGES; TARGET SURFACE; TARGET-NORMAL SHEATH ACCELERATIONS;

ACCELERATION; ALUMINUM; ALUMINUM FOIL; COMPUTER SIMULATION; CONTAMINATION; CONVERSION EFFICIENCY; DEUTERIUM; IMPURITIES; NUCLEAR PHYSICS; PARTICLE BEAM DYNAMICS; PROTONS; WATER VAPOR;

IONS;

EID: 78149267532     PISSN: 1070664X     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.3497002     Document Type: Article

References (44)

1. E. L. Clark, K. Krushelnick, J. R. Davies, 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 84, 670 (2000). 10.1103/PhysRevLett.84.670
2. A. Maksimchuk, S. Gu, K. Flippo, D. Umstadter, and V. Yu. Bychenkov, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 84, 4108 (2000). 10.1103/PhysRevLett.84.4108
3. 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. Campbell, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 85, 2945 (2000). 10.1103/PhysRevLett.85.2945
4. E. L. Clark, K. Krushelnick, M. Zepf, F. N. Beg, M. Tatarakis, A. Machacek, M. I. K. Santala, I. Watts, P. A. Norreys, and A. E. Dangor, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 85, 1654 (2000). 10.1103/PhysRevLett.85.1654
5. M. Tabak, D. S. Clark, S. P. Hatchett, M. H. Key, B. F. Lasinski, R. A. Snavely, S. C. Wilks, R. P. J. Town, R. Stephens, E. M. Campbell, R. Kodama, K. Mima, K. A. Tanaka, S. Atzeni, and R. Freeman, Phys. Plasmas 1070-664X 12, 057305 (2005). 10.1063/1.1871246
6. V. Yu. Bychenkov, W. Rozmus, A. Maksimchuk, D. Umstadter, and C. E. Capjack, Plasma Phys. Rep. 1063-780X 27, 1017 (2001). 10.1134/1.1426135
7. M. Roth, T. E. Cowan, H. 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 86, 436 (2001). 10.1103/PhysRevLett.86.436
8. P. McKenna, K. W. D. Ledingham, T. McCanny, R. P. Singhal, I. Spencer, M. I. K. Santala, F. N. Beg, K. Krushelnick, M. Tatarakis, M. S. Wei, E. L. Clark, R. J. Clarke, K. L. Lancaster, P. A. Norreys, K. Spohr, R. Chapman, and M. Zepf, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 91, 075006 (2003). 10.1103/PhysRevLett.91. 075006
9. J. Davis and G. M. Petrov, Plasma Phys. Controlled Fusion 0741-3335 50, 065016 (2008). 10.1088/0741-3335/50/6/065016
10. S. V. Bulanov, T. Z. Esirkepov, V. S. Khoroshkov, A. V. Kunetsov, and F. Pegoraro, Phys. Lett. A 299, 240 (2002).
11. E. Fourkal, B. Shahine, M. Ding, J. Li, T. Tajima, and C. Ma, Med. Phys. 0094-2405 29, 2788 (2002). 10.1118/1.1521122
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 31, 1587 (2004). 10.1118/1.1747751
13. B. M. Hegelich, B. Albright, P. Audebert, A. Blazevic, E. Brambrink, J. Cobble, T. Cowan, J. Fuchs, J. C. Gauthier, C. Gautier, M. Geissel, D. Habs, R. Johnson, S. Karsch, A. Kemp, S. Letzring, M. Roth, U. Schramm, J. Schreiber, K. J. Witte, and J. C. Fernández, Phys. Plasmas 1070-664X 12, 056314 (2005). 10.1063/1.1915350
14. G. M. Petrov and J. Davis, Appl. Phys. B: Lasers Opt. 0946-2171 96, 773 (2009). 10.1007/s00340-009-3624-7
15. 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 8, 542 (2001). 10.1063/1.1333697
16. M. C. Kaluza, J. Schreiber, M. I. K. Santala, G. D. Tsakiris, K. Eidmann, J. Meyer-ter-Vehn, and K. J. Witte, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 93, 045003 (2004). 10.1103/PhysRevLett.93.045003
17. 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 439, 445 (2006). 10.1038/nature04492
18. T. Esirkepov, M. Borghesi, S. V. Bulanov, G. Mourou, and T. Tajima, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 92, 175003 (2004). 10.1103/PhysRevLett.92.175003
19. S. S. Bulanov, A. Brantov, V. Yu. Bychenkov, V. Chvykov, G. Kalinchenko, T. Matsuoka, P. Rousseau, S. Reed, V. Yanovsky, D. W. Litzenberg, K. Krushelnick, and A. Maksimchuk, Phys. Rev. E 1063-651X 78, 026412 (2008). 10.1103/PhysRevE.78.026412
20. L. Yin, B. J. Albright, B. M. Hegelich, K. J. Bowers, K. A. Flippo, T. J. T. Kwan, and J. C. Fernández, Phys. Plasmas 1070-664X 14, 056706 (2007). 10.1063/1.2436857
21. X. Zhang, B. Shen, X. Li, Z. Jin, F. Wang, and M. Wen, Phys. Plasmas 1070-664X 14, 123108 (2007). 10.1063/1.2817087
22. Y. T. Li, Z. M. Sheng, Y. Y. Ma, Z. Jin, J. Zhang, Z. L. Chen, R. Kodama, T. Matsuoka, M. Tampo, K. A. Tanaka, T. Tsutsumi, T. Yabuuchi, K. Du, H. Q. Zhang, L. Zhang, and Y. J. Tang, Phys. Rev. E 1063-651X 72, 066404 (2005). 10.1103/PhysRevE.72.066404
23. M. Hegelich, S. Karsch, G. Pretzler, D. Habs, K. Witte, W. Guenther, M. Allen, A. Blazevic, J. Fuchs, J. C. Gauthier, M. Geissel, P. Audebert, T. Cowan, and M. Roth, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 89, 085002 (2002). 10.1103/PhysRevLett. 89.085002
24. M. Zepf, E. L. Clark, F. N. Beg, R. J. Clarke, A. E. Dangor, A. Gopal, K. Krushelnick, P. A. Norreys, M. Tatarakis, U. Wagner, and M. S. Wei, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 90, 064801 (2003). 10.1103/PhysRevLett.90.064801
25. P. McKenna, K. W. D. Ledingham, T. McCanny, R. P. Singhal, I. Spencer, E. L. Clark, F. N. Beg, K. Krushelnick, M. S. Wei, J. Galy, J. Magill, R. J. Clarke, K. L. Lancaster, P. A. Norreys, K. Spohr, and R. Chapman, Appl. Phys. Lett. 0003-6951 83, 2763 (2003). 10.1063/1.1616972
26. P. McKenna, K. W. D. Ledingham, J. M. Yang, L. Robson, T. McCanny, S. Shimizu, R. J. Clarke, D. Neely, K. Spohr, R. Chapman, R. P. Singhal, K. Krushelnick, M. S. Wei, and P. A. Norreys, Phys. Rev. E 1063-651X 70, 036405 (2004). 10.1103/PhysRevE.70.036405
27. J. Fuchs, Y. Sentoku, S. Karsch, J. Cobble, P. Audebert, A. Kemp, A. Nikroo, P. Antici, A. Brambrink, A. Blazevic, 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 94, 045004 (2005). 10.1103/PhysRevLett.94.045004
28. B. M. Hegelich, B. J. Albright, J. Cobble, K. Flippo, S. Letzring, M. Paffett, H. Ruhl, J. Schreiber, R. K. Schulze, and J. C. Fernandez, Nature (London) 0028-0836 439, 441 (2006). 10.1038/nature04400
29. J. Fuchs, Y. Sentoku, E. d'Humìres, T. E. Cowan, J. Cobble, P. Audebert, A. Kemp, A. Nikroo, P. Antici, E. Brambrink, A. Blazevic, E. M. Campbell, J. C. Fernández, J. -C. Gauthier, M. Geissel, M. Hegelich, S. Karsch, H. Popescu, N. Renard-LeGalloudec, M. Roth, J. Schreiber, R. Stephens, and H. Ṕpin, Phys. Plasmas 1070-664X 14, 053105 (2007). 10.1063/1.2720373
30. L. Willingale, G. M. Petrov, A. Maksimchuk, J. Davis, R. R. Freeman, T. Matsuoka, C. D. Murphy, V. M. Ovchinnikov, L. Van Woerkom, and K. Krushelnick, " Front versus rear side light-ion acceleration from high-intensity laser-solid interactions.," Plasma Phys. Controlled Fusion 0741-3335 (in press).
31. M. Allen, P. K. Patel, A. Mackinnon, D. Price, S. Wilks, and E. Morse, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 93, 265004 (2004). 10.1103/PhysRevLett.93.265004
32. D. T. Offermann, R. R. Freeman, L. D. Van Woerkom, M. E. Foord, D. Hey, M. H. Key, A. J. MacKinnon, A. G. MacPhee, P. K. Patel, Y. Ping, J. J. Sanchez, N. Shen, T. Bartal, F. N. Beg, L. Espada, and C. D. Chen, Phys. Plasmas 1070-664X 16, 093113 (2009). 10.1063/1.3212588
33. J. C. Fernández, B. M. Hegelich, J. A. Cobble, K. A. Flippo, S. A. Letzring, R. P. Johnson, D. C. Gautier, T. Shimada, G. A. Kyrala, Y. Wang, C. J. Wetteland, and J. Schreiber, Laser Part. Beams 0263-0346 23, 267 (2005). 10.1017/S0263034605050287
34. S. M. Pfotenhauer, O. Jackel, A. Sachtleben, J. Polz, W. Ziegler, H. -P. Schlenvoigt, K. -U. Amthor, M. C. Kaluza, K. W. D. Ledingham, R. Sauerbrey, P. Gibbon, A. P. L. Robinson, and H. Schwoerer, New J. Phys. 1367-2630 10, 033034 (2008). 10.1088/1367-2630/10/3/033034
35. K. Harres, M. Schollmeier, E. Brambrink, P. Audebert, A. Blazevic, K. Flippo, D. C. Gautier, M. Geisel, B. M. Hegelich, F. Nurnberg, J. Schreiber, H. Wahl, and M. Roth, Rev. Sci. Instrum. 0034-6748 79, 093306 (2008). 10.1063/1.2987687
36. J. D. Jackson, Classical Electrodynamics, 2nd ed. (Wiley, New York, 1975).
37. M. Borghesi, J. Fuchs, S. V. Bulanov, A. J. MacKinnon, P. K. Patel, and M. Roth, Fusion Sci. Technol. 1536-1055 49, 412 (2006).
38. J. Fuchs, P. Audebert, M. Borghesi, H. Ṕpin, and O. Willi, C. R. Phys. 1631-0705 10, 176 (2009). 10.1016/j.crhy.2009.03.011
39. 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. 1745-2473 2, 48 (2006). 10.1038/nphys199
40. J. S. Green, V. M. Ovchinnikov, R. G. Evans, K. U. Akli, H. Azechi, F. N. Beg, C. Bellei, R. R. Freeman, H. Habara, R. Heathcote, M. H. Key, J. A. King, K. L. Lancaster, N. C. Lopes, T. Ma, A. J. MacKinnon, K. Markey, A. McPhee, Z. Najmudin, P. Nilson, R. Onofrei, R. Stephens, K. Takeda, K. A. Tanaka, W. Theobald, T. Tanimoto, J. Waugh, L. Van Woerkom, N. C. Woolsey, M. Zepf, J. R. Davies, and P. A. Norreys, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 100, 015003 (2008). 10.1103/PhysRevLett.100.015003
41. T. E. Cowan, J. Fuchs, H. Ruhl, A. Kemp, P. Audebert, M. Roth, R. Stephens, I. Barton, A. Blazevic, E. Brambrink, J. Cobble, J. Fernández, J. -C. Gauthier, M. Geissel, M. Hegelich, J. Kaae, S. Karsch, G. P. Le Sage, S. Letzring, M. Manclossi, S. Meyroneinc, A. Newkirk, H. Ṕpin, and N. Renard-LeGalloudec, Phys. Rev. Lett. 0031-9007 92, 204801 (2004). 10.1103/PhysRevLett.92.204801
42. L. Robson, P. T. Simpson, R. J. Clarke, K. W. D. Ledingham, F. Lindau, O. Lundh, T. McCanny, P. Mora, D. Neely, C. -G. Wahlström, M. Zepf, and P. McKenna, Nat. Phys. 1745-2473 3, 58 (2007). 10.1038/nphys476
43. G. M. Petrov and J. Davis, Plasma Phys. Controlled Fusion 0741-3335 50, 015004 (2008). 10.1088/0741-3335/50/1/015004
44. G. M. Petrov and J. Davis, Comput. Phys. Commun. 0010-4655 179, 868 (2008). 10.1016/j.cpc.2008.07.007