A novel method for characterising the full spectrum of deuteron ions emitted by laser driven multi-species ion sources is discussed. The procedure is based on using differential filtering over the detector of a Thompson parabola ion spectrometer, which enables discrimination of deuterium ions from heavier ion species with the same charge-to-mass ratio (such as C6 +, O8 +, etc.). Commonly used Fuji Image plates were used as detectors in the spectrometer, whose absolute response to deuterium ions over a wide range of energies was calibrated by using slotted CR-39 nuclear track detectors. A typical deuterium ion spectrum diagnosed in a recent experimental campaign is presented, which was produced from a thin deuterated plastic foil target irradiated by a high power laser.

1.
A.
Macchi
,
M.
Borghesi
, and
M.
Passoni
,
Rev. Mod. Phys.
85
,
751
(
2013
).
2.
H.
Daido
,
M.
Nishiuchi
, and
A. S.
Pirozkhov
,
Rep. Prog. Phys.
75
,
056401
(
2012
).
3.
M.
Borghesi
,
J.
Fuchs
,
S.
Bulanov
,
A.
Mackinnon
,
P.
Patel
, and
M.
Roth
,
Fusion Sci. Technol.
49
,
412
(
2006
).
4.
J.
Fuchs
,
P.
Antici
,
E.
d’Humiéres
,
E.
Lefebvre
,
M.
Borghesi
,
E.
Brambrink
,
C.
Cecchetti
,
M.
Kaluza
,
V.
Malka
,
M.
Manclossi
, et al,
Nat. Phys.
2
,
48
(
2005
).
5.
L.
Robson
,
P.
Simpson
,
R.
Clarke
,
K.
Ledingham
,
F.
Lindau
,
O.
Lundh
,
T.
McCanny
,
P.
Mora
,
D.
Neely
,
C.-G.
Wahlström
, et al,
Nat. Phys.
3
,
58
(
2006
).
6.
S.
Kar
,
M.
Borghesi
,
S.
Bulanov
,
M.
Key
,
T.
Liseykina
,
A.
Macchi
,
A.
Mackinnon
,
P.
Patel
,
L.
Romagnani
,
A.
Schiavi
, et al,
Phys. Rev. Lett.
100
,
225004
(
2008
).
7.
A.
Robinson
,
M.
Zepf
,
S.
Kar
,
R.
Evans
, and
C.
Bellei
,
New J. Phys.
10
,
013021
(
2008
).
8.
A.
Robinson
,
P.
Gibbon
,
M.
Zepf
,
S.
Kar
,
R.
Evans
, and
C.
Bellei
,
Plasma Phys. Control. Fusion
51
,
024004
(
2009
).
9.
S.
Kar
,
K.
Kakolee
,
B.
Qiao
,
A.
Macchi
,
M.
Cerchez
,
D.
Doria
,
M.
Geissler
,
P.
McKenna
,
D.
Neely
,
J.
Osterholz
, et al,
Phys. Rev. Lett.
109
,
185006
(
2012
).
10.
L.
Yin
,
B.
Albright
,
K.
Bowers
,
D.
Jung
,
J.
Fernández
, and
B.
Hegelich
,
Phys. Rev. Lett.
107
,
045003
(
2011
).
11.
D.
Jung
,
B.
Albright
,
L.
Yin
,
D.
Gautier
,
R.
Shah
,
S.
Palaniyappan
,
S.
Letzring
,
B.
Dromey
,
H.-C.
Wu
,
T.
Shimada
,
R.
Johnson
,
M.
Roth
,
J.
Fernandez
,
D.
Habs
, and
B.
Hegelich
,
New J. Phys.
15
,
123035
(
2013
).
12.
S.
Gitomer
,
R.
Jones
,
F.
Begay
,
A.
Ehler
,
J.
Kephart
, and
R.
Kristal
,
Phys. Fluids (1958–1988)
29
,
2679
(
1986
).
13.
S.
Wilks
,
A.
Langdon
,
T.
Cowan
,
M.
Roth
,
M.
Singh
,
S.
Hatchett
,
M.
Key
,
D.
Pennington
,
A.
MacKinnon
, and
R.
Snavely
,
Phys. Plasmas (1994– present)
8
,
542
(
2001
).
14.
J. J.
Thomson
,
Proc. R. Soc. London, Ser. A
89
,
1
(
1913
).
15.
D.
Gwynne
,
S.
Kar
,
D.
Doria
,
H.
Ahmed
,
M.
Cerchez
,
J.
Fernandez
,
R. J.
Gray
,
J. S.
Green
,
F.
Hanton
,
D. A.
MacLellan
,
P.
McKenna
,
Z.
Najmudin
,
D.
Neely
,
J. A.
Ruiz
,
A.
Schiavi
,
M.
Streeter
,
M.
Swantusch
,
O.
Willi
,
M.
Zepf
, and
M.
Borghesi
,
Rev. Sci. Instrum.
85
,
033304
(
2014
).
16.
P.
McKenna
,
F.
Lindau
,
O.
Lundh
,
D. C.
Carroll
,
R. J.
Clarke
,
K.
Ledingham
,
T.
McCanny
,
D.
Neely
,
A. P. L.
Robinson
,
L.
Robson
,
P. T.
Simpson
,
C.-G.
Wahlstrom
,
M.
Zepf
, and
B.
Hegelich
,
Plasma Phys. Control. Fusion
49
,
B223
(
2007
).
17.
J.
Morrison
,
M.
Storm
,
E.
Chowdhury
,
K.
Akli
,
S.
Feldman
,
C.
Willis
,
R.
Daskalova
,
T.
Growden
,
P.
Berger
,
T.
Ditmire
, et al,
Phys. Plasmas (1994–present)
19
,
030707
(
2012
).
18.
A.
Maksimchuk
,
A.
Raymond
,
F.
Yu
,
G.
Petrov
,
F.
Dollar
,
L.
Willingale
,
C.
Zulick
,
J.
Davis
, and
K.
Krushelnick
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
191117
(
2013
).
19.
M.
Roth
,
D.
Jung
,
K.
Falk
,
N.
Guler
,
O.
Deppert
,
M.
Devlin
,
A.
Favalli
,
J.
Fernandez
,
D.
Gautier
,
M.
Geissel
,
R.
Haight
,
C. E.
Hamilton
,
B. M.
Hegelich
,
R. P.
Johnson
,
F.
Merrill
,
G.
Schaumann
,
K.
Schoenberg
,
M.
Schollmeier
,
T.
Shimada
,
T.
Taddeucci
,
J. L.
Tybo
,
F.
Wagner
,
S. A.
Wender
,
C. H.
Wilde
, and
G. A.
Wurden
,
Phys. Rev. Lett.
110
,
044802
(
2013
).
20.
L.
Willingale
,
G.
Petrov
,
A.
Maksimchuk
,
J.
Davis
,
R.
Freeman
,
A.
Joglekar
,
T.
Matsuoka
,
C.
Murphy
,
V.
Ovchinnikov
,
A.
Thomas
, et al,
Phys. Plasmas
18
,
083106
(
2011
).
21.
C.
Zulick
,
F.
Dollar
,
V.
Chvykov
,
J.
Davis
,
G.
Kalinchenko
,
A.
Maksimchuk
,
G.
Petrov
,
A.
Raymond
,
A.
Thomas
,
L.
Willingale
, et al,
Appl. Phys. Lett.
102
,
124101
(
2013
).
22.
D. P.
Higginson
,
J. M.
McNaney
,
D. C.
Swift
,
T.
Bartal
,
D. S.
Hey
,
R.
Kodama
,
S.
Le Pape
,
A.
Mackinnon
,
D.
Mariscal
,
H.
Nakamura
,
N.
Nakanii
,
K. A.
Tanaka
, and
F. N.
Beg
,
Phys. Plasmas
17
,
100701
(
2010
).
23.
L.
Perkins
,
B.
Logan
,
M.
Rosen
,
M.
Perry
,
T. D.
de la Rubia
,
N.
Ghoniem
,
T.
Ditmire
,
P.
Springer
, and
S.
Wilks
,
Nucl. Fusion
40
,
1
(
2000
).
24.
S.
Nakai
,
J. Phys., Conf. Ser.
112
,
042070
(
2008
).
25.
R.
Loveman
,
J.
Bendahan
,
T.
Gozani
, and
J.
Stevenson
,
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B
99
,
765
(
1995
).
26.
A.
Wittig
,
J.
Michel
,
R. L.
Moss
,
F.
Stecher-Rasmussen
,
H. F.
Arlinghaus
,
P.
Bendel
,
P.
Luigi Mauri
,
S.
Altieri
,
R.
Hilger
,
P. A.
Salvadori
,
L.
Menichetti
,
R.
Zamenhof
, and
W. A. G.
Sauerwein
,
Crit. Rev. Oncol./Hematol.
68
,
66
(
2008
).
27.
See http://www.fujifilm.com for information on Fujifilm imaging plates and scanners.
28.
R.
Fleischer
,
P.
Price
, and
R.
Walker
,
J. Appl. Phys.
36
,
3645
(
1965
).
29.
J. F.
Ziegler
,
M.
Ziegler
, and
J.
Biersack
,
Nucl. Instrum. Methods B
268
,
1818
(
2010
).
30.
M.
Mori
,
M.
Kando
,
A. S.
Pirozhkov
,
Y.
Hayashi
,
A.
Yogo
,
N.
Yoshimura
,
K.
Ogura
,
M.
Nishiuchi
,
A.
Sagisaka
,
S.
Orimo
, et al,
Plasma Fusion Res.
1
,
042
(
2006
).
31.
A.
Mancic
,
J.
Fuchs
,
P.
Antici
,
S.
Gaillard
, and
P.
Audebert
,
Rev. Sci. Instrum.
79
,
073301
(
2008
).
32.
R.
Prasad
,
D.
Doria
,
S.
Ter-Avetisyan
,
P.
Foster
,
K.
Quinn
,
L.
Romagnani
,
C.
Brenner
,
J.
Green
,
P.
Gallegos
,
M.
Streeter
, et al,
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A
623
,
712
(
2010
).
33.
See http://rsbweb.nih.gov/ij/ for more information about ImageJ and its command functions.
34.
See http://beamline.harima.riken.jp/bl45xu/web_old/Info/BAS2500imgSpec.pdf for information about conversion of IP scanner readout to PSL.
35.
I.
Paterson
,
R.
Clarke
,
N.
Woolsey
, and
G.
Gregori
,
Meas. Sci. Technol.
19
,
095301
(
2008
).
36.
K. A.
Tanaka
,
T.
Yabuuchi
,
T.
Sato
,
R.
Kodama
,
Y.
Kitagawa
,
T.
Takahashi
,
T.
Ikeda
,
Y.
Honda
, and
S.
Okuda
,
Rev. Sci. Instrum.
76
,
013507
(
2005
).
37.
H.
Ohuchi
and
A.
Yamadera
,
Radiat. Meas.
35
,
135
(
2002
).
38.
C.
Freeman
,
G.
Fiksel
,
C.
Stoeckl
,
N.
Sinenian
,
M.
Canfield
,
G.
Graeper
,
A.
Lombardo
,
C.
Stillman
,
S.
Padalino
,
C.
Mileham
, et al,
Rev. Sci. Instrum.
82
,
073301
(
2011
).
You do not currently have access to this content.