Laser-driven 1GeV carbon ions from preheated diamond targets in the break-out afterburner regime

Physics of Plasmas

Volumn 20, Issue 8, 2013, Pages

  Jung, D ^a,b,c   Yin, L ^a   Gautier, D C ^a   Wu, H C ^a   Letzring, S ^a   Dromey, B ^d   Shah, R ^a   Palaniyappan, S ^a   Shimada, T ^a   Johnson, R P ^a   Schreiber, J ^b,c   Habs, D ^b,c   Fernandez J C ^a   Hegelich, B M ^a   Albright, B J ^a  

^a LOS ALAMOS NATIONAL LABORATORY   (United States)

^b UNIVERSITY OF MUNICH   (Germany)

^c MAX PLANCK INSTITUT FÜR QUANTENOPTIK   (Germany)

^d QUEEN'S UNIVERSITY BELFAST   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AFTERBURNERS (ENGINE); AFTERBURNERS (OVEN); CARBON; GERMANIUM COMPOUNDS;

ANALYTIC THEORY; CARBON IONS; HIGH RESOLUTION; ION ACCELERATIONS; ION ENERGIES; KINETIC PLASMAS; MULTI SPECIES; RELATIVISTIC INTENSITY;

IONS;

EID: 84895561930     PISSN: 1070664X     EISSN: 10897674     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.4817287     Document Type: Article

References (43)

1. J. A. Cobble, R. P. Johnson, T. E. Cowan, N. R.-L. Galloudec, and M. Allen, J. Appl. Phys. 92, 1775 (2002).
2. J. C. Fernandez, J. Honrubia, B. J. Albright, K. A. Flippo, D. C. Gautier, B. M. Hegelich, M. J. Schmitt, M. Temporal, and L. Yin, Nucl. Fusion 49, 065004 (2009).
3. S. Bulanov, T. Esirkepov, V. Khoroshkov, A. Kuznetsov, and F. Pegoraro, Phys. Lett. A 299, 240 (2002).
4. A. B. Sefkow, G. R. Bennett, M. Geissel, M. Schollmeier, B. C. Franke, and B. W. Atherton, Phys. Rev. Lett. 106, 235002 (2011).
5. D. P. Higginson, J. M. McNaney, D. C. Swift, G. M. Petrov, J. Davis, J. A. Frenje, L. C. Jarrott, R. Kodama, K. L. Lancaster, A. J. Mackinnon, H. Nakamura, P. K. Patel, G. Tynan, and F. N. Beg, Phys. Plasmas 18, 100703 (2011).
6. M. Roth, D. Jung, K. Falk, N. Guler, O. Deppert, M. Devlin, A. Favalli, J. Fernandez, D. Gautier, M. Geissel, R. Haight, C. E. Hamilton, B. M. Hegelich, R. P. Johnson, F. Merrill, G. Schaumann, K. Schoenberg, M. Schollmeier, T. Shimada, T. Taddeucci, J. L. Tybo, F. Wagner, S. A. Wender, C. H. Wilde, and G. A. Wurden, Phys. Rev. Lett. 110, 044802 (2013).
7. D. Jung, L. Yin, B. J. Albright, D. C. Gautier, S. Letzring, B. Dromey, M. Yeung, R. Hörlein, R. Shah, S. Palaniyappan, K. Allinger, J. Schreiber, K. J. Bowers, H.-C. Wu, J. C. Fernandez, D. Habs, and B. M. Hegelich, New J. Phys. 15, 023007 (2013).
8. D. S. Hey, M. E. Foord, M. H. Key, S. L. LePape, A. J. Mackinnon, P. K. Patel, Y. Ping, K. U. Akli, R. B. Stephens, T. Bartal, F. N. Beg, R. Fedosejevs, H. Friesen, H. F. Tiedje, and Y. Y. Tsui, Phys. Plasmas 16, 123108 (2009).
9. D. Jung, R. Horlein, D. Kiefer, S. Letzring, D. C. Gautier, U. Schramm, C. Hubsch, R. Ohm, B. J. Albright, J. C. Fernandez, D. Habs, and B. M. Hegelich, Rev. Sci. Instrum. 82, 013306 (2011).
10. C. A. J. Palmer, N. P. Dover, I. Pogorelsky, M. Babzien, G. I. Dudnikova, M. Ispiriyan, M. N. Polyanskiy, J. Schreiber, P. Shkolnikov, V. Yakimenko, and Z. Najmudin, Phys. Rev. Lett. 106, 014801 (2011).
11. M. Schollmeier, S. Becker, M. Geißel, K. A. Flippo, A. Blazević, 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. 101, 055004 (2008).
12. B. Hegelich, D. Jung, B. Albright, J. Fernandez, D. Gautier, C. Huang, T. Kwan, S. Letzring, S. Palaniyappan, R. Shah, H.-C. Wu, L. Yin, A. Henig, R. Hörlein, D. Kiefer, J. Schreiber, X. Yan, T. Tajima, D. Habs, B. Dromey, and J. Honrubia, Nucl. Fusion 51, 083011 (2011).
13. S. V. Bulanov, E. Y. Echkina, T. Z. Esirkepov, I. N. Inovenkov, M. Kando, F. Pegoraro, and G. Korn, Phys. Plasmas 17, 063102 (2010).
14. T. Tajima, D. Habs, and X. Yan, Rev. Accel. Sci. Technol. 2, 201 (2009).
15. S. 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 7, 2076 (2000).
16. S. A. Gaillard, T. Kluge, K. A. Flippo, M. Bussmann, B. Gall, T. Lockard, M. Geissel, D. T. Offermann, M. Schollmeier, Y. Sentoku, and T. E. Cowan, Phys. Plasmas 18, 056710 (2011).
17. 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).
18. 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. 89, 085002 (2002).
19. G. Petrov and J. Davis, Appl. Phys. B 96, 773 (2009).
20. O. Klimo, J. Psikal, J. Limpouch, and V. T. Tikhonchuk, Phys. Rev. ST Accel. Beams 11, 031301 (2008).
21. A. Macchi, S. Veghini, T. V. Liseykina, and F. Pegoraro, New J. Phys. 12, 045013 (2010).
22. B. Aurand, S. Kuschel, O. Jäckel, C. Rödel, H. Y. Zhao, S. Herzer, A. E. Paz, J. Bierbach, J. Polz, B. Elkin, G. G. Paulus, A. Karmakar, P. Gibbon, T. Kuehl, and M. C. Kaluza, N. J. Phys. 15, 033031 (2013).
23. T. Esirkepov, M. Borghesi, S. V. Bulanov, G. Mourou, and T. Tajima, Phys. Rev. Lett. 92, 175003 (2004).
24. L. Yin, B. J. Albright, B. M. Hegelich, K. J. Bowers, K. A. Flippo, T. J. T. Kwan, and J. C. Fernandez, Phys. Plasmas 14, 056706 (2007).
25. B. J. Albright, L. Yin, K. J. Bowers, B. M. Hegelich, K. A. Flippo, T. J. T. Kwan, and J. C. Fernandez, Phys. Plasmas 14, 094502 (2007).
26. L. Yin, B. J. Albright, D. Jung, R. C. Shah, S. Palaniyappan, K. J. Bowers, A. Henig, J. C. Fernndez, and B. M. Hegelich, Phys. Plasmas 18, 063103 (2011).
27. O. Buneman, Phys. Rev. 115, 503 (1959).
28. D. B. Melrose, J. Plasma Phys. 36, 269 (1986).
29. S. Palaniyappan, B. M. Hegelich, H.-C. Wu, D. Jung, D. C. Gautier, L. Yin, B. J. Albright, R. P. Johnson, T. Shimada, S. Letzring, D. T. Offermann, J. Ren, C. Huang, R. Hörlein, B. Dromey, J. C. Fernandez, and R. C. Shah, Nat. Phys. 8, 763 (2012).
30. L. Yin, B. J. Albright, K. J. Bowers, D. Jung, J. C. Fernandez, and B. M. Hegelich, Phys. Rev. Lett. 107, 045003 (2011).
31. K. J. Bowers, B. J. Albright, L. Yin, B. Bergen, and T. J. T. Kwan, Phys. Plasmas 15, 055703 (2008).
32. M. Abramowitz and I. A. Stegun, Handbook of Mathematical Functions (United States Department of Commerce, 1964), p. 297.
33. D. Jung, R. Hörlein, D. C. Gautier, S. Letzring, D. Kiefer, K. Allinger, B. J. Albright, R. Shah, S. Palaniyappan, L. Yin, J. C. Fernandez, D. Habs, and B. M. Hegelich, Rev. Sci. Instrum. 82, 043301 (2011).
34. B. J. Albright, L. Yin, B. M. Hegelich, K. J. Bowers, T. J. T. Kwan, and J. C. Fernandez, Phys. Rev. Lett. 97, 115002 (2006).
35. J. Workman, J. Cobble, K. Flippo, D. C. Gautier, and S. Letzring, Rev. Sci. Instrum. 79, 10E905 (2008).
36. R. C. Shah, R. P. Johnson, T. Shimada, K. A. Flippo, J. C. Fernandez, and B. M. Hegelich, Opt. Lett. 34, 2273 (2009).
37. D. Jung, L. Yin, B. J. Albright, D. C. Gautier, R. Hörlein, D. Kiefer, A. Henig, R. Johnson, S. Letzring, S. Palaniyappan, R. Shah, T. Shimada, X. Q. Yan, K. J. Bowers, T. Tajima, J. C. Fernandez, D. Habs, and B. M. Hegelich, Phys. Rev. Lett. 107, 115002 (2011).
38. See http: //www.usapplieddiamond.com for information about Applied Diamond, Inc., manufacturers of the CVD targets used in this experiment.
39. R. L. Fleischer, P. B. Price, and R. M. Walker, J. Appl. Phys. 36, 3645 (1965).
40. J. J. Thomson, Philos. Mag. Ser. 6 22, 469 (1911).
41. See http: //www.coherent.com for information about Coherent, manufacturers of the probe laser used in this experiment.
42. 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 439, 441 (2006).
43. L. Yin, B. J. Albright, D. Jung, K. J. Bowers, R. C. Shah, S. Palaniyappan, J. C. Fernandez, and B. M. Hegelich, Phys. Plasmas 18, 053103 (2011).