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.

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
).
You do not currently have access to this content.