We present a cryogenic source of periodic streams of micrometer-sized hydrogen and argon droplets as ideal mass-limited target systems for fundamental intense laser-driven plasma applications. The highly compact design combined with a high temporal and spatial droplet stability makes our injector ideally suited for experiments using state-of-the-art high-power lasers in which a precise synchronization between the laser pulses and the droplets is mandatory. We show this by irradiating argon droplets with multi-terawatt pulses.
REFERENCES
1.
J.
Eggers
and E.
Villermaux
, Rep. Prog. Phys.
71
, 036601
(2008
).2.
L.
Malmqvist
, L.
Rymell
, and H. M.
Hertz
, Appl. Phys. Lett.
68
, 2627
(1996
).3.
J. D.
Smith
, C. D.
Cappa
, K. R.
Wilson
, B. M.
Messer
, R. C.
Cohen
, and R. J.
Saykally
, Science
306
, 851
(2004
).4.
E. F.
Aziz
, N.
Ottosson
, M.
Faubel
, I. V.
Hertel
, and B.
Winter
, Nature (London)
455
, 89
(2008
).5.
H. N.
Chapman
, P.
Fromme
, A.
Barty
, T. A.
White
, R. A.
Kirian
, A.
Aquila
, M. S.
Hunter
, J.
Schulz
, D. P.
DePonte
, U.
Weierstall
, R. B.
Doak
, F. R. N. C.
Maia
, A. V.
Martin
, I.
Schlichting
, L.
Lomb
, N.
Coppola
, R. L.
Shoeman
, S. W.
Epp
, R.
Hartmann
, D.
Rolles
, A.
Rudenko
, L.
Foucar
, N.
Kimmel
, G.
Weidenspointner
, P.
Holl
, M.
Liang
, M.
Barthelmess
, C.
Caleman
, S.
Boutet
, M. J.
Bogan
, J.
Krzywinski
, C.
Bostedt
, S.
Bajt
, L.
Gumprecht
, B.
Rudek
, B.
Erk
, C.
Schmidt
, A.
Hömke
, C.
Reich
, D.
Pietschner
, L.
Strüder
, G.
Hauser
, H.
Gorke
, J.
Ullrich
, S.
Herrmann
, G.
Schaller
, F.
Schopper
, H.
Soltau
, K.-U.
Khnel
, M.
Messerschmidt
, J. D.
Bozek
, S. P.
Hau-Riege
, M.
Frank
, C. Y.
Hampton
, R. G.
Sierra
, D.
Starodub
, G. J.
Williams
, J.
Hajdu
, N.
Timneanu
, M. M.
Seibert
, J.
Andreasson
, A.
Rocker
, O.
Jönsson
, M.
Svenda
, S.
Stern
, K.
Nass
, R.
Andritschke
, C.-D.
Schröter
, F.
Krasniqi
, M.
Bott
, K. E.
Schmidt
, X.
Wang
, I.
Grotjohann
, J. M.
Holton
, T. R. M.
Barends
, R.
Neutze
, S.
Marchesini
, R.
Fromme
, S.
Schorb
, D.
Rupp
, M.
Adolph
, T.
Gorkhover
, I.
Andersson
, H.
Hirsemann
, G.
Potdevin
, H.
Graafsma
, B.
Nilsson
, and J. C. H.
Spence
, Nature (London)
470
, 73
(2011
).6.
M.
Kühnel
, J. M.
Fernández
, G.
Tejeda
, A.
Kalinin
, S.
Montero
, and R. E.
Grisenti
, Phys. Rev. Lett.
106
, 234501
(2011
).7.
B. M.
Hegelich
, B. J.
Albright
, J.
Cobble
, K.
Flippo
, S.
Letzring
, M.
Paffett
, H.
Ruhl
, J.
Schreiber
, R. K.
Schulze
, and J. C.
Fernández
, Nature (London)
439
, 441
(2006
).8.
H.
Schwoerer
, S.
Pfotenhauer
, O.
Jäckel
, K.-U.
Amthor
, B.
Liesfeld
, W.
Ziegler
, R.
Sauerbrey
, K. W. D.
Ledingham
, and T.
Esirkepov
, Nature (London)
439
, 441
(2006
).9.
J.
Fuchs
, P.
Antici
, E.
D’Humières
, E.
Lefebvre
, M.
Borghesi
, E.
Brambrink
, C. A.
Cecchetti
, M.
Kaluza
, V.
Malka
, M.
Manclossi
, S.
Meyroneinc
, P.
Mora
, J.
Schreiber
, T.
Toncian
, H.
Pépin
, and P.
Audebert
, Nat. Phys.
2
, 48
(2006
).10.
S. H.
Glenzer
and R.
Redmer
, Rev. Mod. Phys.
81
, 1625
(2009
).11.
S.
Toleikis
, Th.
Bornath
, T.
Döppner
, S.
Düsterer
, R. R.
Fäustlin
, E.
Förster
, C.
Fortmann
, S. H.
Glenzer
, S.
Göde
, G.
Gregori
, R.
Irsig
, T.
Laarmann
, H. J.
Lee
, B.
Li
, K.-H.
Meiwes-Broer
, J.
Mithen
, B.
Nagler
, A.
Przystawik
, P.
Radcliffe
, H.
Redlin
, R.
Redmer
, H.
Reinholz
, G.
Röpke
, F.
Tavella
, R.
Thiele
, J.
Tiggesbäumker
, I.
Uschmann
, S. M.
Vinko
, T.
Whitcher
, U.
Zastrau
, B.
Ziaja
, and Th.
Tschentscher
, J. Phys. B
43
, 194017
(2010
).12.
O.
Jäckel
, J.
Polz
, S. M.
Pfotenhauer
, H.-P.
Schlenvoigt
, H.
Schwoerer
, and M. C.
Kaluza
, New J. Phys.
, 12
, 103027
(2010
).13.
A.
Henig
, D.
Kiefer
, M.
Geissler
, S. G.
Rykovanov
, R.
Ramis
, R.
Hörlein
, J.
Osterhoff
, Zs.
Major
, L.
Veisz
, S.
Karsch
, F.
Krausz
, D.
Habs
, and J.
Schreiber
, Phys. Rev. Lett.
102
, 095002
(2009
).14.
P.
Neumayer
, H. J.
Lee
, D.
Offerman
, E.
Shipton
, A.
Kemp
, A. L.
Kritcher
, T.
Döppner
, C. A.
Back
, and S. H.
Glenzer
, High Energy Density Phys.
5
, 244
(2009
).15.
T.
Sokollik
, T.
Paasch-Colberg
, K.
Gorling
, U.
Eichmann
, M.
Schnürer
, S.
Steinke
, P. V.
Nickles
, A.
Andreev
, and W.
Sandner
, New J. Phys.
, 12
, 113013
(2010
).16.
S. D.
Kraft
, C.
Richter
, K.
Zeil
, M.
Baumann
, E.
Beyreuther
, S.
Bock
, M.
Bussmann
, T. E.
Cowan
, Y.
Dammene
, W.
Enghardt
, U.
Helbig
, L.
Karsch
, T.
Kluge
, L.
Laschinsky
, E.
Lessmann
, J.
Metzkes
, D.
Naumburger
, R.
Sauerbrey
, M.
Schürer
, M.
Sobiella
, J.
Woithe
, U.
Schramm
, and J.
Pawelke
, New. J. Phys.
12
, 085003
(2010
).17.
S.
Ter-Avetisyan
, M.
Schnürer
, P. V.
Nickles
, M.
Kalashnikov
, E.
Risse
, T.
Sokollik
, W.
Sandner
, A.
Andreev
, and V.
Tikhonchuk
, Phys. Rev. Lett.
96
, 145006
(2006
).18.
T.
Sokollik
, M.
Schnürer
, S.
Steinke
, P. V.
Nickles
, W.
Sandner
, M.
Amin
, T.
Toncian
, O.
Willi
, and A. A.
Andreev
, Phys. Rev. Lett.
103
, 135003
(2009
).19.
A. P. L.
Robinson
, P.
Gibbon
, S. M.
Pfotenhauer
, O.
Jäckel
, and J.
Polz
, Plasma Phys. Controlled Fusion
51
, 024001
(2009
).20.
M.
Otendal
, O.
Hemberg
, T. T.
Tuohimaa
, and H. M.
Hertz
, Exp. Fluids
39
, 799
(2005
).21.
E.
Weierstall
, R. B.
Doak
, J. C. H.
Spence
, D.
Starodub
, D.
Shapiro
, P.
Kennedy
, J.
Warner
, G. G.
Hembree
, P.
Fromme
, and H. N.
Chapman
, Exp. Fluids
44
, 675
(2008
).22.
B. A. M.
Hansson
, M.
Berglund
, O.
Hemberg
, and H. M.
Hertz
, J. Appl. Phys.
95
, 4432
(2004
).23.
Ö.
Nordhage
, Z.-K.
Lib
, C.-J.
Fridén
, G.
Norman
, and U.
Wiedner
, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A
546
, 391
(2005
).24.
A. V.
Boukharov
, M.
Büscher
, A. S.
Gerasimov
, V. D.
Chernetsky
, P. V.
Fedorets
, I. N.
Maryshev
, A. A.
Semenov
, and A. F.
Ginevskii
, Phys. Rev. Lett.
100
, 174505
(2008
).25.
A. M.
Gañán-Calvo
, Phys. Rev. Lett.
80
, 285
(1998
).26.
D. P.
DePonte
, U.
Weierstall
, K.
Schmidt
, J.
Warner
, D.
Starodub
, J. C. H.
Spence
, and R. B.
Doak
, J. Phys. D
41
, 195505
(2008
).27.
R. E.
Grisenti
, R. A.
Costa Fraga
, N.
Petridis
, R.
Dörner
, and J.
Deppe
, Europhys. Lett.
73
, 540
(2006
).28.
O.
Hemberg
, B. A. M.
Hansson
, M.
Berglund
, and H. M.
Hertz
, J. Appl. Phys.
88
, 5421
(2000
).29.
V.
Bagnoud
, B.
Aurand
, A.
Blazevic
, S.
Borneis
, C.
Bruske
, B.
Ecker
, U.
Eisenbarth
, J.
Fils
, A.
Frank
, E.
Gaul
, S.
Goette
, C.
Haefner
, T.
Hahn
, K.
Harres
, H.-M.
Heuck
, D.
Hochhaus
, D. H. H.
Hoffmann
, D.
Javorková
, H.-J.
Kluge
, T.
Kuehl
, S.
Kunzer
, M.
Kreutz
, T.
Merz-Mantwill
, P.
Neumayer
, E.
Onkels
, D.
Reemts
, O.
Rosmej
, M.
Roth
, T.
Stoehlker
, A.
Tauschwitz
, B.
Zielbauer
, D.
Zimmer
, and K.
Witte
, Appl. Phys. B
100
, 137
(2010
).© 2012 American Institute of Physics.
2012
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.