We report upon the picosecond plasma dynamics at the rear surface of a thin aluminium foil (of either 5.5 μm or 12 μm thickness) excited by high contrast (picosecond intensity contrast of 10−10), 800 nm, femtosecond pulses at an intensity of 3 × 1019 W/cm2. We employ ultrafast pump-probe reflectometry using a second harmonic probe (400 nm) interacting with the rear surface of the target. A rise in the probe reflectivity 30 ps after the pump pulse interaction reveals the breakout of a shock wave at the target rear surface which reflects the 400 nm probe pulse. Simulations using the ZEPHYROS hybrid particle-in-cell code were performed to understand the heating of the target under the influence of the high intensity laser pulse, and the temperature profile was then passed to the radiation-hydrodynamic simulation code HYADES in order to model the shock wave propagation in the target. A good agreement was found between the calculations and experimental results.

1.
P.
Gibbon
,
Short Pulse Laser Interactions with Matter
(
Imperial College Press
,
2005
).
2.
W. L.
Kruer
,
The Physics of Laser Plasma Interactions
(
Westview Press
,
Boulder, Colorado
,
2003
).
3.
R. P.
Drake
,
High-Energy-Density Physics-Fundamentals, Inertial Fusion and Experimental Astrophysics
(
Springer
,
Berlin, Heidelberg
,
2006
).
4.
M.
Tabak
,
J.
Hammer
,
M. E.
Glinsky
,
W. L.
Kruer
,
S. C.
Wilks
,
J.
Woodworth
,
E.
Michael Campbell
,
M. D.
Perry
, and
R. J.
Mason
,
Phys. Plasmas
1
,
1626
(
1994
).
5.
L. O.
Silva
,
M.
Marti
,
J. R.
Davies
,
R. A.
Fonseca
,
C.
Ren
,
F. S.
Tsung
, and
W. B.
Mori
,
Phys. Rev. Lett.
92
,
015002
(
2004
).
6.
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
).
7.
K.
Jana
,
D. R.
Blackman
,
M.
Shaikh
,
A. D.
Lad
,
D.
Sarkar
,
I.
Dey
,
A. P. L.
Robinson
,
J.
Pasley
, and
G. R.
Kumar
,
Phys. Plasmas
25
,
013102
(
2018
).
8.
A.
Adak
,
D. R.
Blackman
,
G.
Chatterjee
,
P. K.
Singh
,
A. D.
Lad
,
P.
Brijesh
,
A. P. L.
Robinson
,
J.
Pasley
, and
G.
Ravindra Kumar
,
Phys. Plasmas
21
,
062704
(
2014
).
9.
P. K.
Singh
,
G.
Chatterjee
,
A.
Adak
,
A. D.
Lad
,
P.
Brijesh
, and
G. R.
Kumar
,
Opt. Express.
22
,
22320
(
2014
).
10.
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
).
11.
K.
Jakubowska
,
D.
Batani
,
J.-F.
Feugeas
,
P.
Forestier-Colleoni
,
S.
Hulin
,
P.
Nicolai
,
J. J.
Santos
,
A.
Flacco
,
B.
Vauzour
, and
V.
Malka
,
Europhys. Lett.
119
,
35001
(
2017
).
12.
J. J.
Santos
 et al.,
New J. Phys.
19
,
103005
(
2017
).
13.
A.
Benuzzi
,
M.
Koenig
,
B.
Faral
,
J.
Krishnan
,
F.
Pisani
,
D.
Batani
,
S.
Bossi
,
D.
Beretta
,
T.
Hall
,
S.
Ellwi
,
S.
Huller
,
J.
Honrubia
, and
N.
Grandjouani
,
Phys. Plasmas
5
,
2410
2420
(
1998
).
14.
J. J.
Honrubia
,
R.
Dezulia
,
D.
Batani
,
S.
Bossi
,
M.
Koenig
,
A.
Benuzzi
, and
N.
Grandjouan
,
Laser Part. Beams
16
,
13
20
(
1998
).
15.
P.
Antici
,
J.
Fuchs
,
M.
Borghesi
,
L.
Gremillet
,
T.
Grismayer
,
Y.
Sentoku
,
E.
dHumires
,
C. A.
Cecchetti
,
A.
Mani
,
A. C.
Pipahl
,
T.
Toncian
,
O.
Willi
,
P.
Mora
, and
P.
Audebert
,
Phys. Rev. Lett.
101
,
105004
(
2008
).
16.
P.
Antici
,
S. N.
Chen
,
L.
Gremillet
,
T.
Grismayer
,
P.
Mora
,
P.
Audebert
, and
J.
Fuchs
,
Rev. Sci. Instrum.
81
,
113302
(
2010
).
17.
J. S.
Green
,
C. D.
Murphy
,
N.
Booth
,
A. R. J.
Dance
,
R. J.
Gray
,
D. A.
MacLellan
,
P.
McKenna
,
D.
Rusbya
, and
L.
Wilson
,
JINST
9
,
P03003
(
2014
).
18.
S.
Kar
,
A. P. L.
Robinson
,
D. C.
Carroll
,
O.
Lundh
,
K.
Markey
,
P.
McKenna
,
P.
Norreys
, and
M.
Zepf
,
Phys. Rev. Lett.
102
,
055001
(
2009
).
19.
B.
Ramakrishna
,
S.
Kar
,
A. P. L.
Robinson
,
D. J.
Adams
,
K.
Markey
,
M. N.
Quinn
,
X. H.
Yuan
,
P.
McKenna
,
K. L.
Lancaster
,
J. S.
Green
,
R. H. H.
Scott
,
P. A.
Norreys
,
J.
Schreiber
, and
M.
Zepf
,
Phys. Rev. Lett.
105
,
135001
(
2010
).
20.
See [email protected] for “HYADES is a commercial product of Cascade Applied Sciences.”
21.
K. L.
Lancaster
,
J.
Pasley
,
J. S.
Green
,
D.
Batani
,
S.
Baton
,
R. G.
Evans
,
L.
Gizzi
,
R.
Heathcote
,
C.
Hernandez Gomez
,
M.
Koenig
,
P.
Koester
,
A.
Morace
,
I.
Musgrave
,
P. A.
Norreys1
,
F.
Perez
,
J. N.
Waugh
, and
N. C.
Woolsey
,
Phys. Plasmas.
16
,
056707
(
2009
).
22.
K. L.
Lancaster
,
A. P. L.
Robinson
,
J.
Pasley
,
P.
Hakel
,
T.
Ma
,
K.
Highbarger
,
F. N.
Beg
,
S. N.
Chen
,
R. L.
Daskalova
,
R. R.
Freeman
 et al.,
Phys. Plasmas.
24
,
083115
(
2017
).
You do not currently have access to this content.