Ultrafast pump-probe reflectometry and Doppler spectrometry of a supercritical density plasma layer excited by 1017–1018 W/cm2 intensity, 30 fs, and 800 nm laser pulses reveal the interplay of laser intensity contrast and inward shock wave strength. The inward shock wave velocity increases with an increase in laser intensity contrast. This trend is supported by simulations as well as by a separate independent experiment employing an external prepulse to control the inward motion of the shock wave. This kind of cost-effective control of shock wave strength using femtosecond pulses could open up new applications in medicine, science, and engineering.
References
1.
2.
R. F.
Smith
, J. H.
Eggert
, R.
Jeanloz
, T. S.
Duffy
, D. G.
Braun
, J. R.
Patterson
, R. E.
Rudd
, J.
Biener
, A. E.
Lazicki
, A. V.
Hamza
, J.
Wang
, T.
Braun
, L. X.
Benedict
, P. M.
Celliers
, and G. W.
Collins
, Nature
511
, 330
–333
(2014
).3.
P.
Gibbon
, Short Pulse Laser Interactions with Matter
(Imperial College Press
, 2005
).4.
D.
Strickland
and G.
Mourou
, Opt. Commun.
55
, 447
(1985
).5.
X.
Liu
and D.
Umstadter
, Phys. Rev. Lett.
69
, 1935
(1992
).6.
A.
Ng
, P.
Celliers
, A.
Forsman
, R. M.
More
, Y. T.
Lee
, F.
Perrot
, M. W. C.
Dharma-wardana
, and G. A.
Rinker
, Phys. Rev. Lett.
72
, 3351
(1994
).7.
P.
Gibbon
and E.
Forster
, Plasma Phys. Controlled Fusion
38
, 769
–793
(1996
).8.
A. S.
Sandhu
, G. R.
Kumar
, S.
Sengupta
, A.
Das
, and P. K.
Kaw
, Phys. Rev. Lett.
95
, 025005
(2005
).9.
S.
Kahaly
, S. K.
Yadav
, W. M.
Wang
, S.
Sengupta
, Z. M.
Sheng
, A.
Das
, P. K.
Kaw
, and G. R.
Kumar
, Phys. Rev. Lett.
101
, 145001
(2008
).10.
S.
Mondal
, A. D.
Lad
, S.
Ahmed
, V.
Narayanan
, J.
Pasley
, P. P.
Rajeev
, A. P. L.
Robinson
, and G. R.
Kumar
, Phys. Rev. Lett.
105
, 105002
(2010
).11.
Y.
Ping
, A. J.
Kemp
, L.
Divol
, M. H.
Key
, P. K.
Patel
, K. U.
Akli
, F. N.
Beg
, S.
Chawla
, C. D.
Chen
, R. R.
Freeman
, D.
Hey
, D. P.
Higginson
, L. C.
Jarrott
, G. E.
Kemp
, A.
Link
, H. S.
McLean
, H.
Sawada
, R. B.
Stephens
, D.
Turnbull
, B.
Westover
, and S. C.
Wilks
, Phys. Rev. Lett.
109
, 145006
(2012
).12.
A.
Adak
, D. R.
Blackman
, G.
Chatterjee
, P. K.
Singh
, A. D.
Lad
, P.
Brijesh
, A. P. L.
Robinson
, J.
Pasley
, and G. R.
Kumar
, Phys. Plasma
21
, 062704
(2014
).13.
A.
Adak
, P. K.
Singh
, A. D.
Lad
, G.
Chatterjee
, M.
Dalui
, P.
Brijesh
, A. P. L.
Robinson
, J.
Pasley
, and G. R.
Kumar
, Appl. Phys. Lett.
109
, 174101
(2016
).14.
S.
Mondal
, V.
Narayanan
, W. J.
Ding
, A. D.
Lad
, B.
Hao
, S.
Ahmad
, W. M.
Wang
, Z. M.
Sheng
, S.
Sengupta
, P.
Kaw
, A.
Das
, and G. R.
Kumar
, Proc. Natl. Acad. Sci.
109
, 8011
(2012
).15.
P. K.
Singh
, G.
Chatterjee
, A.
Adak
, A. D.
Lad
, P.
Brijesh
, and G. R.
Kumar
, Opt. Express
22
, 22320
(2014
).16.
G.
Chatterjee
, P. K.
Singh
, A.
Adak
, A. D.
Lad
, and G. R.
Kumar
, Rev. Sci. Instrum.
85
, 013505
(2014
).17.
A.
Adak
, A. P. L.
Robinson
, P. K.
Singh
, G.
Chatterjee
, A. D.
Lad
, J.
Pasley
, and G. R.
Kumar
, Phys. Rev. Lett.
114
, 115001
(2015
).18.
E. J.
Reed
, M. R.
Armstrong
, K.
Kim
, M.
Soljačić
, R.
Gee
, J. H.
Glownia
, and J. D.
Joannopoulos
, Mater. Today
10
, 44
–50
(2007
).19.
E. J.
Reed
, M.
Soljačić
, R.
Gee
, and J. D.
Joannopoulos
, Phys. Rev. Lett.
96
, 013904
(2006
).20.
K.
Takayama
and T.
Saito
, Annu. Rev. Fluid Mech.
36
, 347
(2004
).21.
M.
Cerchez
, R.
Jung
, J.
Osterholz
, T.
Toncian
, O.
Willi
, P.
Mulser
, and H.
Ruhl
, Phys. Rev. Lett.
100
, 245001
(2008
).22.
L. M.
Chen
, M.
Kando
, M. H.
Xu
, Y. T.
Li
, J.
Koga
, M.
Chen
, H.
Xu
, X. H.
Yuan
, Q. L.
Dong
, Z. M.
Sheng
, S. V.
Bulanov
, Y.
Kato
, J.
Zhang
, and T.
Tajima
, Phys. Rev. Lett.
100
, 045004
(2008
).23.
B.
Dromey
, M.
Zepf
, A.
Gopal
, K.
Lancaster
, M. S.
Wei
, K.
Krushelnick
, M.
Tatarakis
, N.
Vakakis
, S.
Moustaizis
, R.
Kodama
, M.
Tampo
, C.
Stoeckl
, R.
Clarke
, H.
Habara
, D.
Neely
, S.
Karsch
, and P.
Norreys
, Nat. Phys.
2
, 456
(2006
).24.
M. R.
Armstrong
, E. J.
Reed
, K.-Y.
Kim
, J. H.
Glownia
, W. M.
Howard
, E. L.
Piner
, and J. C.
Roberts
, Nat. Phys.
5
, 285
–288
(2009
).25.
26.
HYADES is a commercial product of Cascade Applied Sciences. Email: Larsen@casinc.com.
27.
A. P. L.
Robinson
, R. M. G. M.
Trines
, J.
Polz
, and M.
Kaluza
, Plasma Phys. Controlled Fusion
53
, 065019
(2011
).28.
M.
Zepf
, M.
Castro-Colin
, D.
Chambers
, S. G.
Preston
, J. S.
Wark
, J.
Zhang
, C. N.
Danson
, D.
Neely
, P. A.
Norreys
, A. E.
Dangor
, A.
Dyson
, P.
Lee
, A. P.
Fews
, P.
Gibbon
, S.
Moustaizis
, and M. H.
Key
, Phys. Plasmas
3
, 3242
(1996
).29.
R.
Ramis
, K.
Eidmann
, J.
Meyer-ter-Vehn
, and S.
Huller
, Comput. Phys. Commun.
183
, 637
–655
(2012
).30.
D. D.
Dlott
, Annu. Rev. Phys. Chem.
50
, 251
(1999
).© 2017 Author(s).
2017
Author(s)
You do not currently have access to this content.