Laser driven proton acceleration experiments from micron and submicron thick targets using high intensity (2 × 1021 W/cm2), high contrast (10−15) laser pulses show an enhancement of maximum energy when hydrogen containing targets were used instead of non-hydrogen containing. In our experiments, using thin (<1μm) plastic foil targets resulted in maximum proton energies that were consistently 20%–100% higher than when equivalent thickness inorganic targets, including Si3N4 and Al, were used. Proton energies up to 20 MeV were measured with a flux of 107 protons/MeV/sr.
REFERENCES
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.
84
, 670
(2000
).2.
A.
Maksimchuk
, S.
Gu
, K.
Flippo
, D.
Umstadter
, and V.
Yu. Bychenkov
, Phys. Rev. Lett.
84
, 4108
(2000
).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.
85
, 2945
(2000
).4.
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.
86
, 436
(2001
).5.
V. Yu.
Bychenkov
, W.
Rozmus
, A.
Maksimchuk
, D.
Umstadter
, and C. E.
Capjack
, Plasma Phys. Rep.
27
, 1017
(2001
).6.
J. J.
Honrubia
, J. C.
Fernández
, M.
Temporal
, B. M.
Hegelich
, and J.
Meyer-ter-Vehn
, Phys. Plasmas
16
, 102701
(2009
).7.
M.
Borghesi
, D. H.
Campbell
, A.
Schiavi
, M. G.
Haines
, and O.
Willi
, Phys. Plasmas
9
, 2214
(2002
).8.
S. V.
Bulanov
and V. S.
Khoroshkov
, Plasma Phys. Rep.
28
, 453
(2002
).9.
S. V.
Bulanov
, T. Zh.
Esirkepov
, V. S.
Khoroshkov
, A. V.
Kuznetsov
, and F.
Pegoraro
, Phys. Lett. A
299
, 240
(2002
).10.
E.
Fourkal
, B.
Shahine
, M.
Ding
, J. S.
Li
, T.
Tajima
, and C.-M.
Ma
, Med. Phys.
29
, 2788
(2002
).11.
V.
Malka
, S.
Fritzler
, G.
Grillon
, J.
Chambaret
, A.
Antonetti
, D.
Hulin
, E.
Lefebvre
, E.
D'humiéres
, R.
Ferrand
, C.
Albaret
, and S.
Meyroneinc
, Med. Phys.
31
, 1587
(2004
).12.
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
).13.
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
8
, 542
(2001
).14.
G.
Petrov
, L.
Willingale
, J.
Davis
, T.
Petrova
, A.
Maksimchuk
, and K.
Krushelnick
, Phys. Plasmas
17
, 103111
(2010
).15.
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.
93
, 045003
(2004
).16.
F.
Dollar
, C.
Zulick
, T.
Matsuoka
, C.
McGuffey
, S. S.
Bulanov
, V.
Chvykov
, J.
Davis
, G.
Kalinchenko
, G. M.
Petrov
, L.
Willingale
, V.
Yanovsky
, A.
Maksimchuk
, A. G. R.
Thomas
, and K.
Krushelnick
, Phys. Plasmas
20
, 056703
(2013
).17.
V.
Chvykov
, P.
Rousseau
, S.
Reed
, G.
Kalinchenko
, and V.
Yanovsky
, Opt. Lett.
31
, 1456
(2006
).18.
W.
Mróz
, P.
Norek
, A.
Prokopiuk
, P.
Parys
, M.
Pfeifer
, L.
Laska
, M. P.
Stöckli
, D.
Fry
, and K.
Kasuya
, Rev. Sci. Instrum.
71
, 1417
(2000
).19.
L.
Yin
, B. J.
Albright
, B. M.
Hegelich
, and J. C.
Fernández
, Laser Part. Beams
24
, 291
, (2006
).20.
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
78
, 026412
, (2008
).21.
A. P. L.
Robinson
, M.
Zepf
, S.
Kar
, R. G.
Evans
, and C.
Bellei
, New J. Phys.
10
, 013021
(2008
).© 2013 AIP Publishing LLC.
2013
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.