Enhancement of laser-driven ion acceleration in non-periodic nanostructured targets

Ferri, Julien,1990Subatomär fysik och plasmafysik,Institutionen för fysik,Chalmers tekniska högskola,Subatomic and Plasma Physics,Department of Physics,Chalmers University of Technology,Chalmers Tekniska Högskola (författare)

LIBRIS-ID:oai:portal.research.lu.se:publications/9b66180a-8706-44f8-8b6d-ed045870dd43
https://doi.org/10.1017/S0022377819000898DOI
https://research.chalmers.se/publication/515241URI
https://research.chalmers.se/publication/515149URI
https://research.chalmers.se/publication/515168URI
oai:portal.research.lu.se:publications/9b66180a-8706-44f8-8b6d-ed045870dd43URI

Using particle-in-cell simulations, we demonstrate an improvement of the target-normal-sheath acceleration (TNSA) of protons in non-periodically nanostructured targets with micron-scale thickness. Compared to standard flat foils, an increase in the proton cutoff energy by up to a factor of two is observed in foils coated with nanocones or perforated with nanoholes. The latter nano-perforated foils yield the highest enhancement, which we show to be robust over a broad range of foil thicknesses and hole diameters. The improvement of TNSA performance results from more efficient hot-electron generation, caused by a more complex laser-electron interaction geometry and increased effective interaction area and duration. We show that TNSA is optimized for a nanohole distribution of relatively low areal density and that is not required to be periodic, thus relaxing the manufacturing constraints.

Thiele, Illia,1989Subatomär fysik och plasmafysik,Institutionen för fysik,Chalmers tekniska högskola,Subatomic and Plasma Physics,Department of Physics,Chalmers University of Technology,Chalmers Tekniska Högskola(Swepub:cth)illia (författare)
Siminos, E.Göteborgs universitet,University of Gothenburg (författare)
Gremillet, L.The French Alternative Energies and Atomic Energy Commission (CEA),French Alternative Energies and Atomic Energy Commission (CEA) (författare)
Smetanina, E.Göteborgs universitet,University of Gothenburg (författare)
Dmitriev, A.Göteborgs universitet,University of Gothenburg (författare)
Wahlström, C. G.Lunds universitet,Lund University,Atomic Physics,Atomfysik,Lund Laser Centre, LLC,Lunds lasercentrum, LLC(Swepub:lu)0261f094-5481-4fc7-a595-b9130049784a (författare)
Wahlstrom, C-GLunds universitet,Lund University (författare)
Fülöp, Tünde,1970Subatomär, högenergi- och plasmafysik,Institutionen för fysik,Chalmers tekniska högskola,Subatomic, High Energy and Plasma Physics,Department of Physics,Chalmers University of Technology,Chalmers Tekniska Högskola(Swepub:cth)tunde (författare)
Subatomär fysik och plasmafysikInstitutionen för fysik (creator_code:org_t)

Ingår i:Journal of Plasma Physics: Cambridge University Press (CUP)86:10022-37781469-7807

Av författaren/redakt...: Ferri, Julien, 1 ...; Thiele, Illia, 1 ...; Siminos, E.; Gremillet, L.; Smetanina, E.; Dmitriev, A.; visa fler...; Wahlström, C. G.; Wahlstrom, C-G; Fülöp, Tünde, 19 ...; visa färre...

Om ämnet

Kungliga biblioteket hanterar dina personuppgifter i enlighet med EU:s dataskyddsförordning (2018), GDPR. Läs mer om hur det funkar här.
Så här hanterar KB dina uppgifter vid användning av denna tjänst. Hantera kakor