High Power Laser Science and Engineering, Volume. 11, Issue 4, 04000e51(2023)
Synchronous post-acceleration of laser-driven protons in helical coil targets by controlling the current dispersion
[1] H. Daido, M. Nishiuchi, A. S. Pirozhkov. Rep. Prog. Phys., 75, 056401(2012).
[2] A. Macchi, M. Borghesi, M. Passoni. Rev. Mod. Phys., 85, 751(2013).
[3] J. Badziak. Opto-Electron. Rev., 15, 1(2007).
[4] M. Borghesi, J. Fuchs, S. V. Bulanov, A. J. Mackinnon, P. K. Patel, M. Roth. Fusion Sci. Technol., 49, 412(2006).
[5] F. Nurnberg, M. Schollmeier, E. Brambrink, A. Blazevic, D. C. Carroll, K. Flippo, D. C. Gautier, M. Geissel, K. Harres, B. M. Hegelich, O. Lundh, K. Markey, P. McKenna, D. Neely, J. Schreiber, M. Roth. Rev. Sci. Instrum., 80, 033301(2009).
[6] J. R. Rygg, F. H. Seguin, C. K. Li, J. A. Frenje, M. J. Manuel, R. D. Petrasso, R. Betti, J. A. Delettrez, O. V. Gotchev, J. P. Knauer, D. D. Meyerhofer, F. J. Marshall, C. Stoeckl, W. Theobald. Science, 319, 1223(2008).
[7] F. Kroll, F. E. Brack, C. Bernert, S. Bock, E. Bodenstein, K. Brüchner, T. E. Cowan, L. Gaus, R. Gebhardt, U. Helbig, L. Karsch, T. Kluge, S. Kraft, M. Krause, E. Lessmann, U. Masood, S. Meister, J. Metzkes-Ng, A. Nossula, J. Pawelke, J. Pietzsch, T. Püschel, M. Reimold, M. Rehwald, C. Richter, H. P. Schlenvoigt, U. Schramm, M. E. P. Umlandt, T. Ziegler, K. Zeil, E. Beyreuther. Nat. Phys., 18, 316(2022).
[8] J. Han, Z. Mei, C. Lu, J. Qian, Y. Liang, X. Sun, Z. Pan, D. Kong, S. Xu, Z. Liu. Front. Cell Dev. Biol., 9, 672929(2021).
[9] M. Barberio, M. Scisciò, S. Vallières, F. Cardelli, S. Chen, G. Famulari, T. Gangolf, G. Revet, A. Schiavi, M. Senzacqua. Nat. Commun., 9, 372(2018).
[10] D. Kong, S. Xu, Y. Shou, Y. Gao, Z. Mei, Z. Pan, Z. Liu, Z. Cao, Y. Liang, Z. Peng, P. Wang, D. Luo, Y. Li, Z. Li, H. Xie, G. Zhang, W. Luo, J. Zhao, S. Chen, Y. Geng, Y. Zhao, J. Xue, X. Yan, W. Ma. Laser Part. Beams, 2022, 1(2022).
[11] P. Mora. Phys. Rev. Lett., 90, 185002(2003).
[12] D. Margarone, O. Klimo, I. J. Kim, J. Prokupek, J. Limpouch, T. M. Jeong, T. Mocek, J. Psikal, H. T. Kim, J. Proska, K. H. Nam, L. Stolcova, I. W. Choi, S. K. Lee, J. H. Sung, T. J. Yu, G. Korn. Phys. Rev. Lett., 109, 234801(2012).
[13] F. Wagner, O. Deppert, C. Brabetz, P. Fiala, A. Kleinschmidt, P. Poth, V. A. Schanz, A. Tebartz, B. Zielbauer, M. Roth, T. Stohlker, V. Bagnoud. Phys. Rev. Lett., 116, 205002(2016).
[14] N. P. Dover, M. Nishiuchi, H. Sakaki, K. Kondo, H. F. Lowe, M. A. Alkhimova, E. J. Ditter, O. C. Ettlinger, A. Y. Faenov, M. Hata, G. S. Hicks, N. Iwata, H. Kiriyama, J. K. Koga, T. Miyahara, Z. Najmudin, T. A. Pikuz, A. S. Pirozhkov, A. Sagisaka, U. Schramm, Y. Sentoku, Y. Watanabe, T. Ziegler, K. Zeil, M. Kando, K. Kondo. High Energy Density Phys., 37, 100847(2020).
[15] J. Schreiber, F. Bell, F. Gruner, U. Schramm, M. Geissler, M. Schnurer, S. Ter-Avetisyan, B. M. Hegelich, J. Cobble, E. Brambrink, J. Fuchs, P. Audebert, D. Habs. Phys. Rev. Lett., 97, 045005(2006).
[16] E. L. Clark, K. Krushelnick, M. Zepf, F. N. Beg, M. Tatarakis, A. Machacek, M. I. Santala, I. I. Watts, P. A. Norreys, A. E. Dangor. Phys. Rev. Lett., 85, 1654(2000).
[17] M. Alien, Y. Sentoku, P. Audebert, A. Blazevic, T. Cowan, J. Fuchs, J. C. Gauthier, M. Geissel, M. Hegelich, S. Karsch, E. Morse, P. K. Patel, M. Roth. Phys. Plasmas, 10, 3283(2003).
[18] L. Robson, P. T. Simpson, R. J. Clarke, K. W. D. Ledingham, F. Lindau, O. Lundh, T. McCanny, P. Mora, D. Neely, C. G. Wahlstrom, M. Zepf, P. McKenna. Nat. Phys., 3, 58(2007).
[19] J. Fuchs, P. Antici, E. D’Humieres, E. Lefebvre, M. Borghesi, E. Brambrink, C. A. Cecchetti, M. Kaluza, V. Malka, M. Manclossi, S. Meyroneinc, P. Mora, J. Schreiber, T. Toncian, H. Pepin, R. Audebert. Nat. Phys., 2, 48(2006).
[20] H. Schwoerer, S. Pfotenhauer, O. Jackel, K. U. Amthor, B. Liesfeld, W. Ziegler, R. Sauerbrey, K. W. Ledingham, T. Esirkepov. Nature, 439, 445(2006).
[21] S. Kar, H. Ahmed, R. Prasad, M. Cerchez, S. Brauckmann, B. Aurand, G. Cantono, P. Hadjisolomou, C. L. S. Lewis, A. Macchi, G. Nersisyan, A. P. L. Robinson, A. M. Schroer, M. Swantusch, M. Zepf, O. Willi, M. Borghesi. Nat. Commun., 7, 10792(2016).
[22] J.-L. Dubois, F. Lubrano-Lavaderci, D. Raffestin, J. Ribolzi, J. Gazave, A. C. La Fontaine, E. d’Humières, S. Hulin, P. Nicolaï, A. Poyé. Phys. Rev. E, 89, 013102(2014).
[23] S. Tokita, S. Sakabe, T. Nagashima, M. Hashida, S. Inoue. Sci. Rep., 5, 8268(2015).
[24] P. McKenna, D. C. Carroll, R. J. Clarke, R. G. Evans, K. W. Ledingham, F. Lindau, O. Lundh, T. McCanny, D. Neely, A. P. Robinson, L. Robson, P. T. Simpson, C. G. Wahlstrom, M. Zepf. Phys. Rev. Lett., 98, 145001(2007).
[25] F. Consoli, V. T. Tikhonchuk, M. Bardon, P. Bradford, D. C. Carroll, J. Cikhardt, M. Cipriani, R. J. Clarke, T. E. Cowan, C. N. Danson. High Power Laser Sci. Eng., 8, e22(2020).
[26] H. B. Zhuo, S. J. Zhang, X. H. Li, H. Y. Zhou, X. Z. Li, D. B. Zou, M. Y. Yu, H. C. Wu, Z. M. Sheng, C. T. Zhou. Phys. Rev. E, 95, 013201(2017).
[27] H. Ahmed, S. Kar, G. Cantono, P. Hadjisolomou, A. Poye, D. Gwynne, C. Lewis, A. Macchi, K. Naughton, G. Nersisyan. Sci. Rep., 7, 10891(2017).
[28] H. Ahmed, P. Hadjisolomou, K. Naughton, A. Alejo, S. Brauckmann, G. Cantono, S. Ferguson, M. Cerchez, D. Doria, J. Green, D. Gwynne, T. Hodge, D. Kumar, A. Macchi, R. Prasad, O. Willi, M. Borghesi, S. Kar. Sci. Rep., 11, 699(2021).
[29] S. Ferguson, P. Martin, H. Ahmed, E. Aktan, M. Alanazi, M. Cerchez, D. Doria, J. S. Green, B. Greenwood, B. Odlozilik, O. Willi, M. Borghesi, S. Kar. New J. Phys., 25, 013006(2023).
[30] A. Poye, J. L. Dubois, F. Lubrano-Lavaderci, E. D’Humieres, M. Bardon, S. Hulin, M. Bailly-Grandvaux, J. Ribolzi, D. Raffestin, J. J. Santos, P. Nicolai, V. Tikhonchuk. Phys. Rev. E, 92, 043107(2015).
[31] H. Ahmed, S. Kar, A. Giesecke, D. Doria, G. Nersisyan, O. Willi, C. Lewis, M. Borghesi. High Power Laser Sci. Eng., 5, e4(2017).
[32] E. Aktan, H. Ahmed, B. Aurand, M. Cerchez, A. Poye, P. Hadjisolomou, M. Borghesi, S. Kar, O. Willi, P. Prasad. Phys. Plasmas, 26, 070701(2019).
[33] K. Quinn, P. A. Wilson, C. A. Cecchetti, B. Ramakrishna, L. Romagnani, G. Sarri, L. Lancia, J. Fuchs, A. Pipahl, T. Toncian, O. Willi, R. J. Clarke, D. Neely, M. Notley, P. Gallegos, D. C. Carroll, M. N. Quinn, X. H. Yuan, P. McKenna, T. V. Liseykina, A. Macchi, M. Borghesi. Phys. Rev. Lett., 102, 194801(2009).
[34] M. Bardon, J. G. Moreau, L. Romagnani, C. Rousseaux, M. Ferri, F. Lefevre, I. Lantuejoul, B. Etchessahar, S. Bazzoli, D. Farcage, H. Maskrot, F. Serres, M. Chevrot, E. Loyez, E. Veuillot, W. Cayzac, B. Vauzour, G. Boutoux, G. Sary, A. C. La Fontaine, L. Gremillet, A. Poye, E. D. Humieres, V. T. Tikhonchuk. Plasma Phys. Controll. Fusion, 62, 125019(2020).
[35] K. Jiang, C. T. Zhou, T. W. Huang, L. B. Ju, C. N. Wu, L. Li, H. Zhang, S. Z. Wu, T. X. Cai, B. Qiao, M. Y. Yu, S. C. Ruan. Plasma Phys. Controll. Fusion, 61, 075004(2019).
[36] S. Kar, H. Ahmed, G. Nersisyan, S. Brauckmann, F. Hanton, A. L. Giesecke, K. Naughton, O. Willi, C. L. S. Lewis, M. Borghesi. Phys. Plasmas, 23, 055711(2016).
[37] D. M. Sullivan. Electromagnetic Simulation Using the FDTD Method(2013).
[39] H. Spachmann, U. Becker. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. A, 558, 50(2006).
[40] W. Kuropka, F. Mayet, R. Aßmann, U. Dorda. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. A, 909, 193(2018).
[42] A. J. Mackinnon, Y. Sentoku, P. K. Patel, D. W. Price, S. Hatchett, M. H. Key, C. Andersen, R. Snavely, R. R. Freeman. Phys. Rev. Lett., 88, 215006(2002).
[43] M. Tampo, S. Awano, P. R. Bolton, K. Kondo, K. Mima, Y. Mori, H. Nakamura, M. Nakatsutsumi, R. B. Stephens, K. A. Tanaka, T. Tanimoto, T. Yabuuchi, R. Kodama. Phys. Plasmas, 17, 073110(2010).
[44] M. Afshari, J. Hornung, A. Kleinschmidt, P. Neumayer, D. Bertini, V. Bagnoud. AIP Adv., 10, 035023(2020).
[45] D. A. Maclellan, D. C. Carroll, R. J. Gray, N. Booth, B. Gonzalez-Izquierdo, H. W. Powell, G. G. Scott, D. Neely, P. McKenna. Laser Part. Beams, 31, 475(2013).
[46] A. Poye, S. Hulin, M. Bailly-Grandvaux, J. L. Dubois, J. Ribolzi, D. Raffestin, M. Bardon, F. Lubrano-Lavaderci, E. D’Humieres, J. J. Santos, P. Nicolai, V. Tikhonchuk. Phys. Rev. E, 91, 043106(2015).
[47] N. P. Dover, M. Nishiuchi, H. Sakaki, K. Kondo, M. A. Alkhimova, A. Y. Faenov, M. Hata, N. Iwata, H. Kiriyama, J. K. Koga, T. Miyahara, T. A. Pikuz, A. S. Pirozhkov, A. Sagisaka, Y. Sentoku, Y. Watanabe, M. Kando, K. Kondo. Phys. Rev. Lett., 124, 084802(2020).
[48] A. Poyé, S. Hulin, J. Ribolzi, M. Bailly-Grandvaux, F. Lubrano-Lavaderci, M. Bardon, D. Raffestin, J. Santos, V. Tikhonchuk. Phys. Rev. E, 98, 033201(2018).
[49] T. Itoh, C. Caloz. Electromagnetic Metamaterials: Transmission Line Theory and Microwave Applications(2005).
[50] S. Ramo, J. R. Whinnery, T. Van Duzer. Fields and Waves in Communication Electronics(1994).
[51] E. Afshari, H. S. Bhat, A. Hajimiri, J. E. Marsden. J. Appl. Phys., 99, 054901(2006).
[52] G. S. Kino, S. F. Paik. J. Appl. Phys., 33, 3002(1962).
[53] C. N. Danson, C. Haefner, J. Bromage, T. Butcher, J. C. F. Chanteloup, E. A. Chowdhury, A. Galvanauskas, L. A. Gizzi, J. Hein, D. I. Hillier, N. W. Hopps, Y. Kato, E. A. Khazanov, R. Kodama, G. Korn, R. X. Li, Y. T. Li, J. Limpert, J. G. Ma, C. H. Nam, D. Neely, D. Papadopoulos, R. R. Penman, L. J. Qian, J. J. Rocca, A. A. Shaykin, C. W. Siders, C. Spindloe, S. Szatmari, R. M. G. M. Trines, J. Q. Zhu, P. Zhu, J. D. Zuegel. High Power Laser Sci. Eng, e54(2019).
[54] K. D. Wang, K. Zhu, M. J. Easton, Y. J. Li, C. Lin, X. Q. Yan. Phys. Rev. Accel. Beams, 23, 111302(2020).
[55] Y. Chung, M. Cho, H. Lim. IEEE Trans. Vehicular Technol., 71, 9375(2022).
[56] J. Fuchs, P. Audebert, M. Borghesi, H. Pépin, O. Willi. C. R. Phys, 10, 176(2009).
Get Citation
Copy Citation Text
Zhipeng Liu, Zhusong Mei, Defeng Kong, Zhuo Pan, Shirui Xu, Ying Gao, Yinren Shou, Pengjie Wang, Zhengxuan Cao, Yulan Liang, Ziyang Peng, Jiarui Zhao, Shiyou Chen, Tan Song, Xun Chen, Tianqi Xu, Xueqing Yan, Wenjun Ma. Synchronous post-acceleration of laser-driven protons in helical coil targets by controlling the current dispersion[J]. High Power Laser Science and Engineering, 2023, 11(4): 04000e51
Category: Research Articles
Received: Dec. 9, 2022
Accepted: Mar. 31, 2023
Posted: Apr. 3, 2023
Published Online: Jul. 19, 2023
The Author Email: Wenjun Ma (wenjun.ma@pku.edu.cn)