We report on the characterization of recently developed submillimetric He gas jets with peak density higher than 1021 atoms/cm3 from cylindrical and slightly conical nozzles of throat diameter of less than 400 μm. Helium gas at pressure 300−400 bar has been developed for this purpose to compensate the nozzle throat diameter reduction that affects the output mass flow rate. The fast-switching electro-valve enables to operate the jet safely for multi-stage vacuum pump assembly. Such gaseous thin targets are particularly suitable for laser-plasma interaction studies in the unexplored near-critical regime.

1.
A.
Modena
,
A.
Dangor
,
Z.
Najmudin
,
C.
Clayton
,
K.
Marsh
,
C.
Joshi
,
V.
Malka
,
C.
Darrow
,
D.
Neely
, and
F.
Walsh
,
Nature
377
,
606
(
1995
).
2.
V.
Malka
,
S.
Fritzler
,
E.
Lefebvre
,
M.-M.
Aléonard
,
F.
Burgy
,
J.-P.
Chambaret
,
J.-F.
Chemin
,
K.
Krushelnick
,
G.
Malka
,
S. P. D.
Mangles
 et al.,
Science
298
,
1596
(
2002
).
3.
S. P. D.
Mangles
,
C. D.
Murphy
,
Z.
Najmudin
,
A. G. R.
Thomas
,
J. L.
Collier
,
A. E.
Dangor
,
E. J.
Divall
,
P. S.
Foster
,
J. G.
Gallacher
,
C. J.
Hooker
 et al.,
Nature
431
,
535
(
2004
).
4.
C. G. R.
Geddes
,
C.
Tóth
,
J.
van Tilborg
,
E.
Esarey
,
C. B.
Schroeder
,
D.
Bruhwiler
,
C.
Nieter
,
J.
Cary
, and
W. P.
Leemans
,
Nature
431
,
538
(
2004
).
5.
J.
Faure
,
Y.
Glinec
,
A.
Pukhov
,
S.
Kiselev
,
S.
Gordienko
,
E.
Lefebvre
,
J.-P.
Rousseau
,
F.
Burgy
, and
V.
Malka
,
Nature
431
,
541
(
2004
).
6.
K.
Krushelnick
,
E. L.
Clark
,
Z.
Najmudin
,
M.
Salvati
,
M. I.K.
Santala
,
M.
Tatarakis
,
A. E.
Dangor
,
V.
Malka
,
D.
Neely
,
R.
Allott
 et al.,
Phys. Rev. Lett.
83
,
737
(
1999
).
7.
L.
Willingale
,
S. P. D.
Mangles
,
P. M.
Nilson
,
R. J.
Clarke
,
A. E.
Dangor
,
M. C.
Kaluza
,
S.
Karsch
,
K. L.
Lancaster
,
W. B.
Mori
,
Z.
Najmudin
 et al.,
Phys. Rev. Lett.
96
,
245002
(
2006
).
8.
F.
Amiranoff
,
S. D.
Baton
,
S.
Huller
,
V.
Malka
,
A.
Modena
,
P.
Mounaix
,
N. R.
Galloudec
,
C.
Rousseaux
, and
M.
Salvati
,
Phys. Rev. E
61
,
1949
(
2000
).
9.
V.
Malka
,
J.
Faure
,
S.
Hüller
,
V. T.
Tikhonchuk
,
S.
Weber
, and
F.
Amiranoff
,
Phys. Rev. Lett.
90
,
075002
(
2003
).
10.
V.
Malka
,
C.
Coulaud
,
J. P.
Geindre
,
V.
Lopez
,
Z.
Najmudin
,
D.
Neely
, and
F.
Amiranoff
,
Rev. Sci. Instrum.
71
,
6
(
2000
).
11.
S. D.
Baton
,
F.
Amiranoff
,
V.
Malka
,
A.
Modena
,
M.
Salvati
,
C.
Coulaud
,
C.
Rousseaux
,
N.
Renard
,
P.
Mounaix
, and
C.
Stenz
,
Phys. Rev. E
57
,
R4895
(
1998
).
12.
C.
Chenais-Popovics
,
V.
Malka
,
J.-C.
Gauthier
,
S.
Gary
,
O.
Peyrusse
,
M. R.-L.
Gloahec
,
I.
Matsushima
,
C.
Bauche-Arnoult
,
A.
Bachelier
, and
J.
Bauche
,
Phys. Rev. E: Stat. Nonlin. Soft Matter Phys.
65
,
046418
(
2002
).
13.
J.
Denavit
and
D. W.
Phillion
,
Phys. Plasmas
1
,
1971
(
1994
).
14.
H.
Fiedorowicz
,
A.
Bartnik
,
Z.
Patron
, and
P.
Parys
,
Appl. Phys. Lett.
62
,
2778
(
1993
).
15.
E.
Fill
,
S.
Borgström
,
J.
Larsson
,
T.
Starczewski
,
C.
Wahlström
, and
S.
Svanberg
,
Phys. Rev. E
51
,
6016
(
1995
).
16.
A.
Pak
,
K. A.
Marsh
,
S. F.
Martins
,
W.
Lu
,
W. B.
Mori
, and
C.
Joshi
,
Phys. Rev. Lett.
104
,
025003
(
2010
).
17.
C.
McGuffey
,
A. G.R.
Thomas
,
W.
Schumaker
,
T.
Matsuoka
,
V.
Chvykov
,
F. J.
Dollar
,
G.
Kalintchenko
,
V.
Yanovsky
,
A.
Maksimchuk
,
K.
Krushelnick
 et al.,
Phys. Rev. Lett.
104
,
025004
(
2010
).
18.
J.
Faure
,
J.-R.
Marquès
,
V.
Malka
,
F.
Amiranoff
,
Z.
Najmudin
,
B.
Walton
,
J.-P.
Rousseau
,
S.
Ranc
,
A.
Solodov
, and
P.
Mora
,
Phys. Rev. E
63
,
654
(
2001
).
19.
V.
Malka
,
J.
Faure
,
J.-R.
Marquès
,
F.
Amiranoff
,
J.-P.
Rousseau
,
S.
Ranc
,
J.-P.
Chambaret
,
Z.
Najmudin
,
B.
Walton
,
P.
Mora
 et al.,
Phys. Plasmas
8
,
2605
(
2001
).
20.
S.
Semushin
and
V.
Malka
,
Rev. Sci. Instrum.
72
,
2961
(
2001
).
21.
V.
Malka
,
J. Phys. IV
133
, (
2006
).
22.
P. H.
Oosthuizen
and
W. E.
Carscallen
,
Compressible Fluid Flow
(
McGraw-Hill
,
1997
).
23.
O.
Shorokhov
,
A.
Pukhov
, and
I.
Kostyukov
,
Phys. Rev. Lett.
91
,
265002
(
2003
).
24.
O.
Hagena
and
W.
Obert
,
J. Chem. Phys.
56
,
1793
(
1972
).
26.
O.
Hagena
,
Rev. Sci. Instrum.
63
,
2374
(
1992
).
27.
C.
Heil
and
D.
Walnut
,
SIAM Rev.
31
,
628
666
(
1989
).
28.
P.
Tomassini
and
A.
Giulietti
,
Opt. Commun.
199
,
143
(
2001
).
29.
C. G.R.
Geddes
,
K.
Nakamura
,
G. R.
Plateau
,
C.
Tóth
,
E.
Cormier-Michel
,
E.
Esarey
,
C. B.
Schroeder
,
J. R.
Cary
, and
W. P.
Leemans
,
Phys. Rev. Lett.
100
,
215004
(
2008
).
30.
S.
Bulanov
,
N.
Naumova
,
F.
Pegoraro
, and
J.
Sakai
,
Phys. Rev. E
58
,
R5257
(
1998
).
You do not currently have access to this content.