Abstract

Laser-accelerated ion sources have exceptional properties and could stimulate development of compact ion accelerators. For many applications beam control is an essential requirement. A new and interesting technique to control proton beam characteristics has been recently developed. It consists in using an ultrafast laser-triggered micro-lens, which provides simultaneous energy selection and focusing of the incoming ion beam and is tunable. Particle-in-cell simulations coupled with particle tracing are used to model the focusing and energy selection mechanisms, and to study the symmetry of the expanding plasma inside the micro-lens. The model developed is able to reproduce and explain the experimental results obtained at the Laboratoire pour l'Utilisation des Lasers Intenses in France.

© 2007 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |

  1. P. K. Patel, A. J. Mackinnon, M. H. Key, T. E. Cowan, M. E. Foord, M. Allen, D. F. Price, H. Ruhl, P. T. Springer, and R. Stephens, Phys. Rev. Lett. 91, 125004 (2003).
  2. R. Sonobe, S. Kawata, S. Miyazaki, M. Nakamura, and T. Kikuchi, Phys. Plasmas 12, 073104 (2005).
  3. R. A. Snavely, J. King, K. Akli, B. B. Zhang, R. Freeman, S. Hatchett, M. H. Key, A. MacKinnon, P. Patel, R. Town, S. Wilks, R. Stephens, R. Tsutsumi, Z. Chen, T. Yabuuchi, T. Kurahaski, T. Sato, K. Adumi, Y. Toyama, J. Zheng, R. Kodama, K. A. Tanaka, and T. Yamanaka, in Proceeding of the IFSA 2003 Conference (2003).
  4. E. Fourkal, J. S. Li, M. Ding, T. Tajima, and C.-M. Ma, Med. Phys. 30, 1660 (2003).
  5. B. M. Hegelich, B. J. Albright, J. Cobble, K. Flippo, S. Letzring, M. Paffett, H. Ruhl, J. Schreiber, R. K. Schulze, and J. C. Fernandez, Nature 439, 441 (2006).
  6. H. Schwoerer, S. Pfotenhauer, O. Jackel, K.-U. Amthor, B. Liesfeld, W. Ziegler, R. Sauerbrey, K. Ledingham, and T. Esirkepov, Nature 439, 445 (2006).
  7. T. Toncian, M. Borghesi, J. Fuchs, E. d'Humieres, P. Antici, P. Audebert, E. Brambrink, C. A. Cecchetti, A. Pipahl, L. Romagnani, and O. Willi, Science 312, 410 (2006).
  8. L. Romagnani, J. Fuchs, M. Borghesi, P. Antici, P. Audebert, F. Ceccherini, T. Cowan, T. Grismayer, S. Kar, A. Macchi, P. Mora, G. Pretzler, A. Schiavi, T. Toncian, and O. Willi, Phys. Rev. Lett. 95, 195001 (2005).
  9. E. d'Humieres, E. Lefebvre, and L. Gremillet, and V. Malka, Phys. Plasmas 12, 062704 (2005).
  10. E. Lefebvre, N. Cochet, S. Fritzler, V. Malka, M. M. Aleonard, J. F. Chemin, S. Darbon, L. Disdier, J. Faure, A. Fedotoff, O. Landoas, G. Malka, V. Meot, P. Morel, L. Rabec, M. Gloahec, A. Rouyer, C. Rubbelynck, V. Tikhonchuk, R. Wrobel, P. Audebert, and C. Rousseaux, Nucl. Fusion 43, 629 (2003).
  11. M. Borghesi, D. H. Campbell, A. Schiavi, M. G. Haines, O. Willi, A. J. MacKinnon, P. Patel, L. A. Gizzi, M. Galimberti, R. J. Clarke, F. Pegoraro, H. Ruhl, and S. Bulanov, Phys. Plasmas 9, 2214 (2002).

2006

B. M. Hegelich, B. J. Albright, J. Cobble, K. Flippo, S. Letzring, M. Paffett, H. Ruhl, J. Schreiber, R. K. Schulze, and J. C. Fernandez, Nature 439, 441 (2006).

H. Schwoerer, S. Pfotenhauer, O. Jackel, K.-U. Amthor, B. Liesfeld, W. Ziegler, R. Sauerbrey, K. Ledingham, and T. Esirkepov, Nature 439, 445 (2006).

T. Toncian, M. Borghesi, J. Fuchs, E. d'Humieres, P. Antici, P. Audebert, E. Brambrink, C. A. Cecchetti, A. Pipahl, L. Romagnani, and O. Willi, Science 312, 410 (2006).

2005

L. Romagnani, J. Fuchs, M. Borghesi, P. Antici, P. Audebert, F. Ceccherini, T. Cowan, T. Grismayer, S. Kar, A. Macchi, P. Mora, G. Pretzler, A. Schiavi, T. Toncian, and O. Willi, Phys. Rev. Lett. 95, 195001 (2005).

E. d'Humieres, E. Lefebvre, and L. Gremillet, and V. Malka, Phys. Plasmas 12, 062704 (2005).

R. Sonobe, S. Kawata, S. Miyazaki, M. Nakamura, and T. Kikuchi, Phys. Plasmas 12, 073104 (2005).

2003

E. Fourkal, J. S. Li, M. Ding, T. Tajima, and C.-M. Ma, Med. Phys. 30, 1660 (2003).

P. K. Patel, A. J. Mackinnon, M. H. Key, T. E. Cowan, M. E. Foord, M. Allen, D. F. Price, H. Ruhl, P. T. Springer, and R. Stephens, Phys. Rev. Lett. 91, 125004 (2003).

E. Lefebvre, N. Cochet, S. Fritzler, V. Malka, M. M. Aleonard, J. F. Chemin, S. Darbon, L. Disdier, J. Faure, A. Fedotoff, O. Landoas, G. Malka, V. Meot, P. Morel, L. Rabec, M. Gloahec, A. Rouyer, C. Rubbelynck, V. Tikhonchuk, R. Wrobel, P. Audebert, and C. Rousseaux, Nucl. Fusion 43, 629 (2003).

2002

M. Borghesi, D. H. Campbell, A. Schiavi, M. G. Haines, O. Willi, A. J. MacKinnon, P. Patel, L. A. Gizzi, M. Galimberti, R. J. Clarke, F. Pegoraro, H. Ruhl, and S. Bulanov, Phys. Plasmas 9, 2214 (2002).

Med. Phys.

E. Fourkal, J. S. Li, M. Ding, T. Tajima, and C.-M. Ma, Med. Phys. 30, 1660 (2003).

Nature

B. M. Hegelich, B. J. Albright, J. Cobble, K. Flippo, S. Letzring, M. Paffett, H. Ruhl, J. Schreiber, R. K. Schulze, and J. C. Fernandez, Nature 439, 441 (2006).

H. Schwoerer, S. Pfotenhauer, O. Jackel, K.-U. Amthor, B. Liesfeld, W. Ziegler, R. Sauerbrey, K. Ledingham, and T. Esirkepov, Nature 439, 445 (2006).

Nucl. Fusion

E. Lefebvre, N. Cochet, S. Fritzler, V. Malka, M. M. Aleonard, J. F. Chemin, S. Darbon, L. Disdier, J. Faure, A. Fedotoff, O. Landoas, G. Malka, V. Meot, P. Morel, L. Rabec, M. Gloahec, A. Rouyer, C. Rubbelynck, V. Tikhonchuk, R. Wrobel, P. Audebert, and C. Rousseaux, Nucl. Fusion 43, 629 (2003).

Phys. Plasmas

M. Borghesi, D. H. Campbell, A. Schiavi, M. G. Haines, O. Willi, A. J. MacKinnon, P. Patel, L. A. Gizzi, M. Galimberti, R. J. Clarke, F. Pegoraro, H. Ruhl, and S. Bulanov, Phys. Plasmas 9, 2214 (2002).

E. d'Humieres, E. Lefebvre, and L. Gremillet, and V. Malka, Phys. Plasmas 12, 062704 (2005).

R. Sonobe, S. Kawata, S. Miyazaki, M. Nakamura, and T. Kikuchi, Phys. Plasmas 12, 073104 (2005).

Phys. Rev. Lett.

P. K. Patel, A. J. Mackinnon, M. H. Key, T. E. Cowan, M. E. Foord, M. Allen, D. F. Price, H. Ruhl, P. T. Springer, and R. Stephens, Phys. Rev. Lett. 91, 125004 (2003).

L. Romagnani, J. Fuchs, M. Borghesi, P. Antici, P. Audebert, F. Ceccherini, T. Cowan, T. Grismayer, S. Kar, A. Macchi, P. Mora, G. Pretzler, A. Schiavi, T. Toncian, and O. Willi, Phys. Rev. Lett. 95, 195001 (2005).

Science

T. Toncian, M. Borghesi, J. Fuchs, E. d'Humieres, P. Antici, P. Audebert, E. Brambrink, C. A. Cecchetti, A. Pipahl, L. Romagnani, and O. Willi, Science 312, 410 (2006).

Other

R. A. Snavely, J. King, K. Akli, B. B. Zhang, R. Freeman, S. Hatchett, M. H. Key, A. MacKinnon, P. Patel, R. Town, S. Wilks, R. Stephens, R. Tsutsumi, Z. Chen, T. Yabuuchi, T. Kurahaski, T. Sato, K. Adumi, Y. Toyama, J. Zheng, R. Kodama, K. A. Tanaka, and T. Yamanaka, in Proceeding of the IFSA 2003 Conference (2003).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.