A double foil assembly is shown to be effective in tailoring the maximum energy produced by a laser-accelerated proton beam. The measurements compare favorably with adiabatic expansion simulations, and particle-in-cell simulations. The arrangement proposed here offers for some applications a simple and passive way to utilize simultaneously highest irradiance lasers that have best laser-to-ion conversion efficiency while avoiding the production of undesired high-energy ions.
REFERENCES
1.
M.
Borghesi
, J.
Fuchs
, S. V.
Bulanov
, A. J.
MacKinnon
, P. K.
Patel
, and M.
Roth
, Fusion Sci. Technol.
49
, 412
(2006
);J.
Fuchs
, P.
Audebert
, M.
Borghesi
, H.
Pépin
, and O.
Willi
, C. R. Phys.
10
, 176
(2009
).2.
J.
Fuchs
, Y.
Sentoku
, S.
Karsch
, 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
, H.
Pépin
, H.
Popescu
, N.
Renard-LeGalloudec
, M.
Roth
, J.
Schreiber
, R.
Stephens
, and T. E.
Cowan
, Phys. Rev. Lett.
94
, 045004
(2005
).3.
M.
Allen
, P. K.
Patel
, A. J.
Mackinnon
, D.
Price
, S.
Wilks
, and E.
Morse
, Phys. Rev. Lett.
93
, 265004
(2004
).4.
T.
Lin
, K.
Flippo
, M.
Rever
, A.
Maksimchuk
, and D.
Umstadter
, AIP Conf. Proc.
737
, 595
(2004
).5.
M.
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
).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.
Mackinnon
, D. M.
Pennington
, M. D.
Perry
, T. W.
Phillips
, and M.
Roth
, Phys. Plasmas
7
, 2076
(2000
).7.
P.
Mora
, Phys. Rev. E
72
, 056401
(2005
).8.
L.
Romagnani
, J.
Fuchs
, M.
Borghesi1
, P.
Antici
, P.
Audebert
, F.
Ceccherini
, T.
Cowan
, T.
Grismayer
, S.
Kar
, A.
Macchi
, P.
Mora
, G.
Pretzler
, A.
Schiavi
, T.
Toncian
, and O.
Willi
, Phys. Rev. Lett.
95
, 195001
(2005
).9.
S. J.
Gitomer
, R. D.
Jones
, F.
Begay
, A. W.
Ehler
, J. F.
Kephart
, and R.
Kristal
, Phys. Fluids
29
, 2679
(1986
).10.
A. J.
Mackinnon
, M.
Borghesi
, S.
Hatchett
, M. H.
Key
, P. K.
Patel
, H.
Campbell
, A.
Schiavi
, R.
Snavely
, S. C.
Wilks
, and O.
Willi
, Phys. Rev. Lett.
86
, 1769
(2001
).11.
D.
Batani
, R.
Jafer
, M.
Veltcheva
, R.
Dezulia
, O.
Lundh
, F.
Lindau
, A.
Persson
, K.
Osvay
, C.-G.
Wahlström
, D. C.
Carroll
, P.
McKenna
, A.
Flacco
, and V.
Malka
, New J. Phys.
12
, 045018
(2010
);P.
Mckenna
, D. C.
Carroll
, O.
Lundh
, F. N.
Rnberg
, K.
Markey
, S.
Bandyopadhyay
, D.
Batani
, R. G.
Evans
, R.
Jafer
, S.
Kar
, D.
Neely
, D.
Pepler
, M. N.
Quinn
, R.
Redaelli
, M.
Roth
, C.-G.
Wahlstr
, X. H.
Yuan
, and M.
Zepf
, Laser Part. Beams
26
, 591
–596
(2008
).12.
T.
Toncian
, M.
Borghesi
, J.
Fuchs
, E.
d'Humières
, P.
Antici
, P.
Audebert
, E.
Brambrink
, C. A.
Cecchetti
, A.
Pipahl
, L.
Romagnani
, and O.
Willi
, Science
312
, 410
–413
(2006
).13.
S. M.
Pfotenhauer
, O.
Jäckel
, J.
Polz
, S.
Steinke
, H.-P.
Schlenvoigt
, J.
Heymann
, A. P. L.
Robinson
, and M. C.
Kaluza
, New J. Phys.
12
, 103009
(2010
).14.
C.-K.
Huang
, B. J.
Albright
, L.
Yin
, H.-C.
Wu
, K. J.
Bowers
, B. M.
Hegelich
, and J. C.
Fernández
, Phys. Plasmas
18
, 056707
(2011
).15.
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
–769
(2012
).16.
A. J.
Mackinnon
, P. K.
Patel
, M.
Borghesi
, R. C.
Clarke
, R. R.
Freeman
, H.
Habara
, S. P.
Hatchett
, D.
Hey
, D. G.
Hicks
, S.
Kar
, M. H.
Key
, J. A.
King
, K.
Lancaster
, D.
Neely
, A.
Nikkro
, P. A.
Norreys
, M. M.
Notley
, T. W.
Phillips
, L.
Romagnani
, R. A.
Snavely
, R. B.
Stephens
, and R. P. J.
Town
, Phys. Rev. Lett.
97
, 045001
(2006
).17.
M. H.
Key
, R. R.
Freeman
, S. P.
Hatchett
, A. J.
MacKinnon
, P. K.
Patel
, R. A.
Snavely
, and R. B.
Stephens
, Fusion Sci. Technol.
49
, 440
(2006
).18.
J. F.
Ziegler
, M. D.
Ziegler
, and J. P.
Biersack
, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sec. B
268
, 1818
(2010
).19.
P.
Antici
, J.
Fuchs
, M.
Borghesi
, L.
Gremillet
, T.
Grismayer
, Y.
Sentoku
, E.
d'Humières
, C. A.
Cecchetti
, A.
Mančić
, A. C.
Pipahl
, T.
Toncian
, O.
Willi
, P.
Mora
, and P.
Audebert
, Phys. Rev. Lett.
101
, 105004
(2008
).20.
A. P. L.
Robinson
, D.
Neely
, P.
McKenna
, and R. G.
Evans
, Plasma Phys. Controlled Fusion
49
, 373
–384
(2007
);A. P. L.
Robinson
, D.-H.
Kwon
, and K. L.
Lancaster
, Plasma Phys. Controlled Fusion
51
, 095006
(2009
);A. P. L.
Robinson
, Plasma Phys. Controlled Fusion
53
, 065019
(2011
).21.
M.
Tabak
, J.
Hammer
, M. E.
Glinsky
, W. L.
Kruer
, S. C.
Wilks
, J.
Woodworth
, E. M.
Campbell
, M. D.
Perry
, and R. J.
Mason
, Phys. Plasmas
1
, 1626
(1994
).22.
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
).23.
I.
Spencer
, K. W. D.
Ledingham
, R. P.
Singhal
, T.
McCanny
, P.
McKenna
, E. L.
Clark
, K.
Krushelnick
, M.
Zepf
, F. N.
Beg
, M.
Tatarakis
, A. E.
Dangor
, P. A.
Norreys
, R. J.
Clarke
, R. M.
Allott
, and I. N.
Ross
, Nucl. Instrum. Methods
183
, 449
–458
(2001
);K. W. D.
Ledingham
, P.
McKenna
, T.
McCanny
, S.
Shimizu
, J. M.
Yang
, L.
Robson
, J.
Zweit
, J. M.
Gillies
, J.
Bailey
, G. N.
Chimon
, R. J.
Clarke
, D.
Neely
, P. A.
Norreys
, J. L.
Collier
, R. P.
Singhal
, M. S.
Wei
, S. P. D.
Mangles
, P.
Nilson
, K.
Krushelnick
, and M.
Zepf
, J. Phys D: Appl. Phys.
37
, 2341
–2345
(2004
),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
).24.
A.
Mancic
, J.
Robiche
, P.
Antici
, P.
Audebert
, C.
Blancard
, P.
Combis
, F.
Dorchies
, G.
Faussurier
, S.
Fourmaux
, M.
Harmand
, R.
Kodama
, L.
Lancia
, S.
Mazevet
, M.
Nakatsutsumi
, O.
Peyrusse
, V.
Recoules
, P.
Renaudin
, R.
Shepherd
, and J.
Fuchs
, High Energy Density Phys.
6
, 21
–28
(2010
).25.
T.
Bartal
, M. E.
Foord
, C.
Bellei
, M. H.
Key
, K. A.
Flippo
, S. A.
Gaillard
, D. T.
Offermann
, P. K.
Patel
, L. C.
Jarrott
, D. P.
Higginson
, M.
Roth
, A.
Otten
, D.
Kraus
, R. B.
Stephens
, H. S.
McLean
, E. M.
Giraldez
, M. S.
Wei
, D. C.
Gautier
, and F. N.
Beg
, Nat. Phys.
8
, 139
(2011
);M. E.
Foord
, T.
Bartal
, C.
Bellei
, M.
Key
, K.
Flippo
, R. B.
Stephens
, P. K.
Patel
, H. S.
McLean
, L. C.
Jarrott
, M. S.
Wei
, and F. N.
Beg
, Phys. Plasmas
19
, 056702
(2012
);C.
Bellei
, M. E.
Foord
, T.
Bartal
, M. H.
Key
, H. S.
McLean
, P. K.
Patel
, R. B.
Stephens
, and F. N.
Beg
, Phys. Plasmas
19
, 033109
(2012
).© 2014 AIP Publishing LLC.
2014
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.
