Coherent transition radiation is used to evaluate fast electron transport of a laser-driven relativistic electron beam in ultrathin targets in selected materials. By preheating the targets with a low-intensity laser pulse, the bulk resistivity effects on electron transport in heated and unheated aluminum foils were compared with those in polyethylene (CH) foils. Unheated aluminum foils showed a pinched electron beam that was 50% smaller than the laser full-width at half-maximum focal spot. On the contrary, it was found that in preheated material Al and unheated CH, both materials with high bulk resistivity, the hot electrons experienced greater divergence and reduced energy.

1.
M.
Tabak
,
J.
Hammer
,
M. E.
Glinsky
,
W. L.
Kruer
,
S. C.
Wilks
,
J.
Woodworth
,
E. M.
Campbell
, and
M. D.
Perry
,
Phys. Plasmas
1
,
1626
(
1994
).
2.
N. J.
Sircombe
,
R.
Bingham
,
M.
Sherlock
,
T.
Mendonça
, and
P.
Norreys
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
50
,
065005
(
2008
).
3.
P.
Norreys
,
D.
Batani
,
S.
Baton
,
F. N.
Beg
,
R.
Kodama
,
P. M.
Nilson
,
P.
Patel
,
F.
Pérez
,
J. J.
Santos
,
R. H. H.
Scott
,
V. T.
Tikhonchuk
,
M.
Wei
, and
J.
Zhang
,
Nucl. Fusion
54
,
054004
(
2014
).
4.
D.
Batani
,
G.
Boutoux
,
F.
Burgy
,
K.
Jakubowksa
, and
J. E.
Ducret
,
Phys. Plasmas
25
,
054506
(
2018
).
5.
M.
Roth
,
A.
Blazevic
,
M.
Geissel
,
T.
Schlegel
,
T. E.
Cowan
,
M.
Allen
,
J.-C.
Gauthier
,
P.
Audebert
,
J.
Fuchs
,
J.
Meyer-ter-Vehn
,
M.
Hegelich
,
S.
Karsch
, and
A.
Puhkov
,
Phys. Rev. Spec. Top. Accel. Beams
5
,
061301
(
2002
).
6.
F.
Fuiza
,
R. A.
Fonseca
,
J.
Tonge
,
W. B.
Mori
, and
L. O.
Silva
,
Phys. Rev. Lett.
108
,
235004
(
2012
).
7.
A.
Schönlein
,
G.
Boutoux
,
S.
Pikuz
,
L.
Antonelli
,
D.
Batani
,
L.
Antonelli
,
D.
Batani
,
A.
Debayle
,
A.
Franz
,
L.
Giuffrida
,
J. J.
Honrubia
,
J.
Jacoby
,
D.
Khaghani
,
P.
Neumayer
,
O. N.
Rosmej
,
T.
Sakaki
,
J. J.
Santos
, and
A.
Sauteray
,
Europhys. Lett.
114
,
45002
(
2016
).
8.
J. J.
Santos
,
B.
Vauzour
,
M.
Touati
,
L.
Gremillet
,
J.-L.
Feugeas
,
T.
Ceccotti
,
R.
Bouillaud
,
F.
Deneuville
,
V.
Floquet
,
C.
Fourment
,
M.
Hadj-Bachir
,
S.
Hulin
,
A.
Morace
,
Ph.
Nicolaï
,
P.
d'Oliveira
,
F.
Reau
,
A.
Samaké
,
O.
Tcherbakoff
,
V. T.
Tikhonchuk
,
M.
Veltcheva
, and
D.
Batani
,
New J. Phys.
19
,
103005
(
2017
).
9.
L.
Antonelli
,
S.
Atzeni
,
A.
Schiavi
,
S. D.
Baton
,
E.
Brambrink
,
M.
Koenig
,
C.
Rousseaux
,
M.
Richetta
,
D.
Batani
,
P.
Forestier-Colleoni
,
E. L.
Bel
,
Y.
Maheut
,
T.
Nguyen-Bui
,
X.
Ribeyre
, and
J.
Trela
,
Phys. Rev. E
95
,
063205
(
2017
).
10.
A.
Morace
,
L.
Fedeli
,
D.
Batani
,
S.
Baton
,
F. N.
Beg
,
S.
Hulin
,
L. C.
Jarrott
,
A.
Margarit
,
M.
Nakai
,
M.
Nakatsutsumi
,
P.
Nicolai
,
N.
Piovella
,
M. S.
Wei
,
X.
Vaisseau
,
L.
Volpe
, and
J. J.
Santos
,
Phys. Plasmas
21
,
102712
(
2014
).
11.
B.
Vauzour
,
A.
Debayle
,
X.
Vaisseau
,
S.
Hulin
,
H.-P.
Schlenvoigt
,
D.
Batani
,
S. D.
Baton
,
J. J.
Honrubia
,
Ph.
Nicolaï
,
F. N.
Beg
,
R.
Benocci
,
S.
Chawla
,
M.
Coury
,
F.
Dorchies
,
C.
Fourment
,
E.
d'Humières
,
L. C.
Jarrot
,
P.
McKenna
,
Y. J.
Rhee
,
V. T.
Tikhonchuk
,
L.
Volpe
,
V.
Yahia
, and
J. J.
Santos
,
Phys. Plasmas
21
,
033101
(
2014
).
12.
L.
Volpe
,
D.
Batani
,
G.
Birindelli
,
A.
Morace
,
P.
Carpeggiani
,
M. H.
Xu
,
F.
Liu
,
Y.
Zhang
,
Z.
Zhang
,
X. X.
Lin
,
F.
Liu
,
S. J.
Wang
,
P. F.
Zhu
,
L. M.
Meng
,
Z. H.
Wang
,
Y. T.
Li
,
Z. M.
Sheng
,
Z. Y.
Wei
,
J.
Zhang
,
J. J.
Santos
, and
C.
Spindloe
,
Phys. Plasmas
20
,
013104
(
2013
).
13.
X.
Vaisseau
,
A.
Debayle
,
J. J.
Honrubia
,
S.
Hulin
,
A.
Morace
,
P.
Nicolaï
,
H.
Sawada
,
B.
Vauzour
,
D.
Batani
,
F. N.
Beg
,
J. R.
Davies
,
R.
Fedosejevs
,
R. J.
Gray
,
G. E.
Kemp
,
S.
Kerr
,
K.
Li
,
A.
Link
,
P.
McKenna
,
H. S.
McLean
,
M.
Mo
,
P. K.
Patel
,
J.
Park
,
J.
Peebles
,
Y. J.
Rhee
,
A.
Sorokovikova
,
V. T.
Tikhonchuk
,
L.
Volpe
,
M.
Wei
, and
J. J.
Santos
,
Phys. Rev. Lett.
114
,
095004
(
2015
).
14.
B.
Vauzour
,
J. J.
Santos
,
A.
Debayle
,
S.
Hulin
,
H.-P.
Schlenvoigt
,
X.
Vaisseau
,
D.
Batani
,
S. D.
Baton
,
J. J.
Honrubia
,
Ph.
Nicolaï
,
F. N.
Beg
,
R.
Benocci
,
S.
Chawla
,
M.
Coury
,
F.
Dorchies
,
C.
Fourment
,
E.
d'Humières
,
L. C.
Jarrot
,
P.
McKenna
,
Y. J.
Rhee
,
V. T.
Tikhonchuk
,
L.
Volpe
, and
V.
Yahia
,
Phys. Rev. Lett.
109
,
255002
(
2012
).
15.
A. G.
Smyth
,
G.
Sarri
,
M.
Vranic
,
Y.
Amano
,
D.
Doria
,
E.
Guillaume
,
H.
Habara
,
R.
Heathcote
,
G.
Hicks
,
Z.
Najmudin
,
H.
Nakamura
,
P. A.
Norreys
,
S.
Kar
,
L. O.
Silva
,
K. A.
Tanaka
,
J.
Vieira
, and
M.
Borghesi
,
Phys. Plasmas
23
,
063121
(
2016
).
16.
A. R.
Bell
and
R. J.
Kingham
,
Phys. Rev. Lett.
91
,
035003
(
2003
).
17.
R. H. H.
Scott
,
C.
Beaucourt
,
H.-P.
Schlenvoigt
,
K.
Markey
,
K. L.
Lancaster
,
C. P.
Ridgers
,
C. M.
Brenner
,
J.
Pasley
,
R. J.
Gray
,
I. O.
Musgrave
,
A. P. L.
Robinson
,
K.
Li
,
M. M.
Notley
,
J. R.
Davies
,
S. D.
Baton
,
J. J.
Santos
,
J.-L.
Feugeas
,
Ph.
Nicolaï
,
G.
Malka
,
V. T.
Tikhonchuk
,
P.
McKenna
,
D.
Neely
,
S. J.
Rose
, and
P. A.
Norreys
,
Phys. Rev. Lett.
109
,
015001
(
2012
).
18.
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
).
19.
H.
Schmitz
,
R.
Lloyd
, and
R. G.
Evans
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
54
,
085016
(
2012
).
20.
S.
Malko
,
X.
Vaisseau
,
F.
Perez
,
D.
Batani
,
A.
Curcio
,
M.
Ehret
,
J.
Honrubia
,
K.
Jakubowska
,
A.
Morace
,
J. J.
Santos
, and
L.
Volpe
,
Sci. Rep.
9
,
14061
(
2019
).
21.
M.
Bailly-Grandvaux
,
J. J.
Santos
,
C.
Bellei
,
P.
Forestier-Colleoni
,
S.
Fujoika
,
L.
Giuffrida
,
J. J.
Honrubia
,
D.
Batani
,
R.
Bouilliaud
,
M.
Chevrot
,
J. E.
Cross
,
R.
Crowston
,
S.
Dorard
,
J.-L.
Dubois
,
M.
Ehret
,
G.
Gregori
,
S.
Hulin
,
S.
Kojima
,
E.
Loyez
,
J.-R.
Marquès
,
A.
Morace
,
P.
Nicolaï
,
M.
Roth
,
S.
Sakata
,
G.
Schaumann
,
F.
Serres
,
J.
Servel
,
V. T.
Tikhonchuk
,
N.
Woolsey
, and
Z.
Zhang
,
Nat. Commun.
9
,
102
(
2018
).
22.
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
).
23.
A. P. L.
Robinson
,
M. H.
Key
, and
M.
Tabak
,
Phys. Rev. Lett.
108
,
125004
(
2012
).
25.
Y.
Sentoku
,
K.
Mima
,
P.
Kaw
, and
K.
Nishikawa
,
Phys. Rev. Lett.
90
,
155001
(
2003
).
26.
F.
Pisani
,
A.
Bernardinello
,
D.
Batani
,
A.
Antonicci
,
E.
Martinolli
,
M.
Koenig
,
L.
Gremillet
,
F.
Amiranoff
,
S.
Baton
,
J.
Davies
,
T.
Hall
,
D.
Scott
,
P.
Norreys
,
A.
Djaoui
,
C.
Rousseaux
,
P.
Fews
,
H.
Bandulet
, and
H.
Pepin
,
Phys. Rev. E
62
,
R5927
(
2000
).
27.
A. P. L.
Robinson
and
M.
Sherlock
,
Phys. Plasmas
14
,
083105
(
2007
).
28.
P. A.
Norreys
,
J. S.
Green
,
J. R.
Davies
,
M.
Tatarakis
,
E. L.
Clark
,
F. N.
Beg
,
A. E.
Dangor
,
K. L.
Lancaster
,
M. S.
Wei
,
M.
Zepf
, and
K.
Krushelnick
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
48
,
L11
(
2006
).
29.
D. A.
MacLellan
,
D. C.
Carroll
,
R. J.
Gray
,
A. P. L.
Robinson
,
M. P.
Desjarlais
,
D.
Neely
, and
P.
McKenna
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
56
,
084002
(
2014
).
30.
J. R.
Davies
,
J. S.
Green
, and
P. A.
Norreys
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
48
,
1181
(
2006
).
31.
S. D.
Baton
,
J. J.
Santos
,
F.
Amiranoff
,
H.
Popescu
,
L.
Gremillet
,
M.
Koenig
,
E.
Martinolli
,
O.
Guilbaud
,
C.
Rousseaux
,
M.
Rabec Le Gloahec
,
T.
Hall
,
D.
Batani
,
E.
Perelli
,
F.
Scianitti
, and
T. E.
Cowan
,
Phys. Rev. Lett.
91
,
105001
(
2003
).
32.
B. I.
Cho
,
J.
Osterholz
,
A. C.
Bernstein
,
G. M.
Dyer
,
A.
Karmakar
,
A.
Pukhov
, and
T.
Ditmire
,
Phys. Rev. E
80
,
055402(R)
(
2009
).
33.
H.
Popescu
,
S. D.
Baton
,
F.
Amiranoff
,
C.
Rousseaux
,
M.
Rabec Le Gloahec
,
J. J.
Santos
,
L.
Gremillet
,
M.
Koenig
,
E.
Martinolli
,
T.
Hall
,
J. C.
Adam
,
A.
Heron
, and
D.
Batani
,
Phys. Plasmas
12
,
063106
(
2005
).
34.
Y. B.
Zeldovich
and
Y. P.
Raizer
,
Physics of Shock Waves and High-Temperature Phenomena
(
Dover Publications, Inc
.,
2002
).
35.
J.
van Tilborg
,
C. B.
Schroeder
,
E.
Esarey
, and
W. P.
Leemans
,
Laser Part. Beams
22
,
415
422
(
2004
).
36.
J. T.
Larsen
and
S. M.
Lane
,
J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
51
,
179
(
1994
).
37.
Y. T.
Lee
and
R. M.
More
,
Phys. Fluids
27
,
1273
(
1984
).
38.
M. P.
Desjarlais
,
J. D.
Kress
, and
L. A.
Collins
,
Phys. Rev. E
66
,
0225401(R)
(
2002
).
39.
C.
Bellei
,
S. R.
Nagel
,
S.
Kar
,
A.
Henig
,
S.
Kneip
,
C.
Palmer
,
A.
Sävert
,
L.
Willingale
,
D.
Carroll
,
B.
Dromey
,
J. S.
Green
,
K.
Markey
,
P.
Simpson
,
R. J.
Clarke
,
H.
Lowe
,
D.
Neely
,
C.
Spindloe
,
M.
Tolley
,
M. C.
Kaluza
,
S. P. D.
Mangles
,
P.
McKenna
,
P. A.
Norreys
,
J.
Schreiber
,
M.
Zepf
,
J. R.
Davies
,
K.
Krushelnick
, and
Z.
Najmudin
,
New J. Phys.
12
,
073016
(
2010
).
40.
J.
Zheng
,
K. A.
Tanaka
,
T.
Sato
,
T.
Yabuuchi
,
T.
Kurahashi
,
Y.
Kitagawa
,
R.
Kodama
,
T.
Norimatsu
, and
T.
Yamanaka
,
Phys. Rev. Lett.
92
(
16
),
165001
(
2004
).
41.
A. G.
MacPhee
,
L.
Divol
,
A. J.
Kemp
,
K. U.
Akili
,
F. N.
Beg
,
D. C.
Chen
,
H.
Chen
,
D. S.
Hey
,
R. S.
Fedosejevs
,
R. R.
Freeman
,
M.
Henesian
,
M. H.
Key
,
S. L.
Pape
,
A.
Link
,
T.
Ma
,
A. J.
Mackinnon
,
V. M.
Ovchinnikov
,
P. K.
Patel
,
T. W.
Phillips
,
R. B.
Stephens
,
M.
Tabak
,
R.
Town
,
Y. Y.
Tsui
,
L. D.
Van Woerkom
,
M. S.
Wei
, and
S. C.
Wilks
,
Phys. Rev. Lett.
104
,
055002
(
2010
).
42.
M.
Storm
,
A. A.
Solodov
,
J. F.
Myatt
,
D. D.
Meyerhofer
,
C.
Stoeckl
,
C.
Mileham
,
R.
Betti
,
P. M.
Nilson
,
T. C.
Sangster
,
W.
Theobald
, and
C.
Guo
,
Phys. Rev. Lett.
102
,
235004
(
2009
).
43.
K.
Eidemann
,
T.
Kawachi
,
A.
Marcinkevičius
,
R.
Bartlome
,
G. D.
Tsakiris
,
K.
Witte
, and
U.
Teubner
,
Phys. Rev. E
72
,
036413
(
2005
).
44.
J.
Zheng
,
K. A.
Tanaka
,
T.
Miyakoshi
,
Y.
Kitagawa
,
R.
Kodama
,
T.
Kurahashi
, and
T.
Yamanaka
,
Phys. Plasmas
10
,
2994
(
2003
).
45.
S. C.
Wilks
,
W. L.
Kruer
,
M.
Tabak
, and
A. B.
Langdon
,
Phys. Rev. Lett.
69
,
1383
(
1992
).
46.
A. A.
Solodov
and
R.
Betti
,
Phys. Plasmas
15
,
042707
(
2008
).
47.
B.
Ramakrishna
,
M.
Tayyab
,
S.
Bagchi
,
T.
Mandal
,
A.
Upadhyay
,
J. A.
Chakera
,
P. A.
Naik
,
P. D.
Gupta
,
S. M.
Weng
,
M.
Murakami
, and
T. E.
Cowan
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
57
,
125013
(
2015
).
48.
X. H.
Yang
,
H. B.
Zhuo
,
Y. Y.
Ma
,
H.
Xu
,
T. P.
Yu
,
D. B.
Zou
,
Z. Y.
Ge
,
B. B.
Xu
,
Q. J.
Zhu
,
F. Q.
Shao
, and
M.
Borghesi
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
57
,
025011
(
2015
).
49.
D.
Batani
,
M.
Manclossi
,
J. J.
Santos
,
V.
Tikhonchuk
,
J.
Faure
,
A.
Guemnie-Tafo
, and
V.
Malka
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
48
,
B211
B220
(
2006
).
50.
A. R.
Bell
,
J. R.
Davies
, and
S. M.
Guerin
,
Phys. Rev. E
58
,
2471
(
1998
).
51.
L. A.
Grizzi
,
S.
Betti
,
E.
Förster
,
D.
Giulietti
,
S.
Höfer
,
P.
Köster
,
L.
Labate
,
R.
Lötzsch
,
A. P. L.
Robinson
, and
I.
Uschmann
,
Phys. Rev. Spec. Top. Accel. Beams
14
,
011301
(
2011
).
52.
D. A.
MacLellan
,
D. C.
Carroll
,
R. J.
Gray
,
N.
Booth
,
M.
Burza
,
M. P.
Desjarlais
,
F.
Du
,
B.
Gonzalez-Izquierdo
,
D.
Neely
,
H. W.
Powell
,
A. P. L.
Robinson
,
D. R.
Rusby
,
G. G.
Scott
,
X. H.
Yuan
,
C.-G.
Wahlström
, and
P.
McKenna
,
Phys. Rev. Lett.
111
,
095001
(
2013
).
53.
N. W.
Ashcroft
and
N. D.
Merriman
,
Solid State Physics
(
Harcourt Brace Publishers
,
1976
).
54.
J. R.
Davies
,
Phys. Rev. E
68
,
056404
(
2003
).
55.
H. M.
Milchberg
,
R. R.
Freeman
,
S. C.
Davey
, and
R. M.
More
,
Phys. Rev. Lett.
61
,
2364
(
1988
).
You do not currently have access to this content.