We present experimental results of laser-to-proton conversion efficiency as a function of lateral confinement of the refluxing electrons. Experiments were carried out using the T-Cubed laser at the Center for Ultrafast Optical Science, University of Michigan. We demonstrate that the laser-to-proton conversion efficiency increases by 50% with increased confinement of the target from surroundings with respect to a flat target of the same thickness. Three-dimensional hybrid particle-in-cell simulations using LSP code agree with the experimental data. The adopted target design is suitable for high repetition rate operation as well as for Inertial Confinement Fusion applications.

1.
D.
Strickland
and
G.
Morou
,
Opt. Commun.
56
,
219
221
(
1985
).
2.
E. L.
Clark
,
K.
Krushelnick
,
J. R.
Davies
,
F. N.
Beg
,
M. I. K.
Santala
,
M.
Tatarakis
,
I.
Watts
,
M.
Zepf
,
A. E.
Dangor
,
P. A.
Norreys
, and
A.
Machacek
,
Phys. Rev. Lett.
84
,
670
(
2000
).
3.
A.
Maksimchuk
,
S.
Gu
,
K.
Flippo
,
D.
Umstadter
, and
V. Yu.
Bychenkov
,
Phys. Rev. Lett.
84
,
4108
(
2000
).
4.
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
(
1
),
48
(
2006
).
5.
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
).
6.
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.
Mack-innon
,
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
).
7.
A. P.
Fews
,
P. A.
Norreys
,
F. N.
Beg
,
A. R.
Bell
,
A. E.
Dangor
,
C. N.
Dan-son
,
P.
Lee
, and
S. J.
Rose
,
Phys. Rev. Lett.
73
(
13
),
1801
(
1994
).
8.
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
).
9.
S. V.
Bulanov
and
V. S.
Khoroshkov
,
Plasma Phys. Rep.
28
,
453
456
(
2002
).
10.
S.
Fritzler
,
V.
Malka
,
G.
Grillon
,
J. P.
Rousseau
,
F.
Burgy
,
E.
Lefebvre
,
E.
d'Humières
,
P.
McKenna
, and
K. W. D.
Ledingham
,
Appl. Phys. Lett.
83
,
3039
3041
(
2003
).
11.
P.
Antici
,
M.
Fazi
,
A.
Lombardi
,
M.
Migliorati
,
L.
Palumbo
,
P.
Audebert
, and
J.
Fuchs
,
J. Appl. Phys.
104
,
124901
(
2008
).
12.
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
).
13.
P. K.
Patel
,
A. J.
Mackinnon
,
M. H.
Key
,
T. E.
Cowan
,
M. E.
Foord
,
M.
Allen
,
D. F.
Price
,
H.
Ruhl
,
P. T.
Springer
, and
R.
Stephens
,
Phys. Rev. Lett.
91
,
125004
(
2003
).
14.
S.
Kar
,
K.
Markey
,
P. T.
Simpson
,
C.
Bellei
,
J. S.
Green
,
S. R.
Nagel
,
S.
Kneip
,
D. C.
Carroll
,
B.
Dromey
,
L.
Willingale
,
E. L.
Clark
,
P.
McKenna
,
Z.
Najmudin
,
K.
Krushelnick
,
P.
Norreys
,
R. J.
Clarke
,
D.
Neely
,
M.
Borghesi
, and
M.
Zepf
,
Phys. Rev. Lett.
100
,
105004
(
2008
).
15.
S.
Buffechoux
,
J.
Psikal
,
M.
Nakatsutsumi
,
L.
Romagnani
,
A.
Andreev
,
K.
Zeil
,
M.
Amin
,
P.
Antici
,
T.
Burris-Mog
,
A.
Compant-La-Fontaine
,
E.
d'Humières
,
S.
Fourmaux
,
S.
Gaillard
,
F.
Gobet
,
F.
Hannachi
,
S.
Kraft
,
A.
Mancic
,
C.
Plaisir
,
G.
Sarri
,
M.
Tarisien
,
T.
Toncian
,
U.
Schramm
,
M.
Tampo
,
P.
Audebert
,
O.
Willi
,
T. E.
Cowan
,
H.
Pepin
,
V.
Tikhonchuk
,
M.
Borghesi
, and
J.
Fuchs
.
Phys. Rev. Lett.
105
,
015005
(
2010
).
16.
O.
Tresca
,
D. C.
Carroll
,
X. H.
Yuan
,
B.
Aurand
,
V.
Bagnoud
,
C. M.
Brenner
,
M.
Coury
,
J.
Fils
,
R. J.
Gray
,
T.
Kuhl
,
C.
Li
,
Y. T.
Li
,
X. X.
Lin
,
M. N.
Quinn
,
R. G.
Evans
,
B.
Zielbauer
,
M.
Roth
,
D.
Neely
, and
P.
McKenna
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
53
,
105008
(
2011
).
17.
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.
79
,
053501
(
2008
).
18.
D. R.
Welch
,
D. V.
Rose
,
R. E.
Clark
,
T. C.
Genoni
, and
T. P.
Hughes
,
Comput. Phys. Commun.
164
,
183
188
(
2004
).
19.
M. H.
Key
,
M. D.
Cable
,
T. E.
Cowan
,
K. G.
Estabrook
,
B. A.
Hammel
,
S. P.
Hatchett
,
E. A.
Henry
,
D. E.
Hinkel
,
J. D.
Kilkenny
,
J. A.
Koch
,
W. L.
Kruer
,
A. B.
Langdon
,
B. F.
Lasinski
,
R. W.
Lee
,
B. J.
MacGowan
,
A.
MacKinnon
,
J. D.
Moody
,
M. J.
Moran
,
A. A.
Offenberger
,
D. M.
Pennington
,
M. D.
Perry
,
T. J.
Phillips
,
T. C.
Sangster
,
M. S.
Singh
,
M. A.
Stoyer
,
M.
Tabak
,
G. L.
Tietbohl
,
M.
Tsukamoto
,
K.
Wharton
, and
S. C.
Wilks
,
Phys. Plasmas
5
,
1966
(
1998
).
You do not currently have access to this content.