High Power Laser Science and Engineering, Volume. 10, Issue 1, 010000e6(2022)

Time-of-flight methodologies with large-area diamond detectors for ion characterization in laser-driven experiments

M. Salvadori1,2、*, G. Di Giorgio1, M. Cipriani1, M. Scisciò1, C. Verona3, P. L. Andreoli1, G. Cristofari1, R. De Angelis1, M. Pillon1, N. E. Andreev4, P. Antici2, N. G. Borisenko5, D. Giulietti6,7, M. Migliorati8,9, O. Rosmej10,11, S. Zähter10,11, and F. Consoli1、*
Author Affiliations
  • 1Fusion and Nuclear Safety Department, ENEA, Frascati, Italy
  • 2INRS-EMT, Varennes, QC, Canada
  • 3Industrial Engineering Department, University of Rome “Tor Vergata”, Rome, Italy
  • 4Joint Institute for High Temperatures, RAS, Moscow, Russia
  • 5P. N. Lebedev Physical Institute, RAS, Moscow, Russia
  • 6Department of Physics, University of Pisa, Pisa, Italy
  • 7INFN of Pisa, Pisa, Italy
  • 8University of Rome “La Sapienza”, Rome, Italy
  • 9INFN of Rome, Rome, Italy
  • 10GSI Helmotzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, Darmstadt, Germany
  • 11Goethe University Frankfurt, Frankfurt, Germany
  • show less
    References(38)

    [1] D. Margarone, L. Torrisi, S. Cavallaro, E. Milani, G. Verona-Rinati, M. Marinelli, C. Tuvè, L. Láska, J. Krása, M. Pfeifer, E. Krouský, J. Ullshmied, L. Ryć, A. Mangione, A. M. Mezzasalma. Radiat. Eff. Defects Solids, 163, 463(2008).

    [2] D. Margarone, J. Krása, L. Giuffrida, A. Picciotto, L. Torrisi, T. Nowak, P. Musumeci, A. Velyhan, J. Prokůpek, L. Láska, T. Mocek, J. Ullschmied, B. Rus. J. Appl. Phys., 109, 103302(2011).

    [3] G. Bertuccio, D. Puglisi, L. Torrisi, C. Lanzieri. Appl. Surf. Sci., 272, 128(2013).

    [4] V. Scuderi, G. Milluzzo, D. Doria, A. Alejo, A. G. Amico, N. Booth, G. Cuttone, J. S. Green, S. Kar, G. Korn, G. Larosa, R. Leanza, P. Martin, P. McKenna, H. Padda, G. Petringa, J. Pipek, L. Romagnani, F. Romano, A. Russo, F. Schillaci, G. A. P. Cirrone, D. Margarone, M. Borghesi. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. A, 978, 164364(2020).

    [5] M. Marinelli, E. Milani, G. Prestopino, C. Verona, G. Verona-Rinati, M. Cutroneo, L. Torrisi, D. Margarone, A. Velyhan, J. Krasa, E. Krousky. Appl. Surf. Sci., 272, 104(2013).

    [6] R. D. Angelis, F. Consoli, C. Verona, G. D. Giorgio, P. Andreoli, G. Cristofari, M. Cipriani, F. Ingenito, M. Marinelli, G. Verona-Rinati. J. Instrum., 11, C12048(2016).

    [7] M. Cipriani, F. Consoli, P. L. Andreoli, D. Batani, A. Bonasera, G. Boutoux, F. Burgy, G. Cristofari, R. D. Angelis, G. D. Giorgio, J. E. Ducret, A. Flamigni, D. Giulietti, K. Jakubowska, C. Verona, G. Verona-Rinati. J. Instrum., 14, C01027(2019).

    [8] M. Salvadori, F. Consoli, C. Verona, M. Cipriani, M. P. Anania, P. L. Andreoli, P. Antici, F. Bisesto, G. Costa, G. Cristofari, R. De Angelis, G. Di Giorgio, M. Ferrario, M. Galletti, D. Giulietti, M. Migliorati, R. Pompili, A. Zigler. Sci. Rep., 11, 3071(2021).

    [9] H. Daido, M. Nishiuchi, A. S. Pirozhkov. Rep. Prog. Phys., 75, 056401(2012).

    [10] G. Milluzzo, V. Scuderi, A. Alejo, A. G. Amico, N. Booth, M. Borghesi, G. A. P. Cirrone, G. Cuttone, D. Doria, J. Green, S. Kar, G. Korn, G. Larosa, R. Leanza, D. Margarone, P. Martin, P. McKenna, G. Petringa, J. Pipek, L. Romagnani, F. Romano, A. Russo, F. Schillaci. Rev. Sci. Instrum., 90, 083303(2019).

    [11] S. Vallières, M. Salvadori, P. Puyuelo-Valdes, S. Payeur, S. Fourmaux, F. Consoli, C. Verona, E. d’Humières, M. Chicoine, S. Roorda, F. Schiettekatte, P. Antici. Rev. Sci. Instrum., 91, 103303(2020).

    [12] R. S. Sussmann. CVD Diamond for Electronic Devices and Sensors(2009).

    [13] C. Verona, M. Marinelli, S. Palomba, G. Verona-Rinati, M. Salvadori, F. Consoli, M. Cipriani, P. Antici, M. Migliorati, F. Bisesto, R. Pompili. J. Instrum., 15, C09066(2020).

    [14] F. Consoli, R. De Angelis, P. Andreoli, A. Bonasera, M. Cipriani, G. Cristofari, G. Di Giorgio, D. Giulietti, M. Salvadori. Front. Phys., 8, 561492(2020).

    [15] M. Salvadori, F. Consoli, C. Verona, M. Cipriani, P. L. Andreoli, G. Cristofari, R. D. Angelis, G. D. Giorgio, D. Giulietti, M. P. Anania, F. Bisesto, G. Costa, M. Ferrario, M. Galletti, R. Pompili, A. Zigler, P. Antici, M. Migliorati. J. Instrum., 15, C10002(2020).

    [16] 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, R. De Angelis, M. De Marco, J.-L. Dubois, B. Etchessahar, A. L. Garcia, D. I. Hillier, A. Honsa, W. Jiang, V. Kmetik, J. Krása, Y. Li, F. Lubrano, P. McKenna, J. Metzkes-Ng, A. Poyé, I. Prencipe, P. Ra̧czka, R. A. Smith, R. Vrana, N. C. Woolsey, E. Zemaityte, Y. Zhang, Z. Zhang, B. Zielbauer, D. Neely. High Power Laser Sci. Eng., 8, e22(2020).

    [17] F. Consoli, P. L. Andreoli, M. Cipriani, G. Cristofari, R. De Angelis, G. Di Giorgio, L. Duvillaret, J. Krása, D. Neely, M. Salvadori, M. Scisciò, R. A. Smith, V. T. Tikhonchuk. Philos. Trans. Royal Soc. A Math. Phys. Eng. Sci., 379, 20200022(2021).

    [18] E. Woryna, P. Parys, J. Wołowski, W. Mróz. Laser Particle Beams, 14, 293(1996).

    [19] A. Higginson, R. J. Gray, M. King, R. J. Dance, S. D. R. Williamson, N. M. H. Butler, R. Wilson, R. Capdessus, C. Armstrong, J. S. Green, S. J. Hawkes, P. Martin, W. Q. Wei, S. R. Mirfayzi, X. H. Yuan, S. Kar, M. Borghesi, R. J. Clarke, D. Neely, P. McKenna. Nat. Commun., 9, 724(2018).

    [20] J. Forneris, A. Lo Giudice, P. Olivero, F. Picollo, A. Re, M. Marinelli, F. Pompili, C. Verona, G. Verona Rinati, M. Benetti, D. Cannata, F. Di Pietrantonio. Europhys. Lett., 108, 18001(2014).

    [21] P. J. Sellin, A. Lohstroh, A. W. Davies, A. Galbiati, J. Parkin, S. G. Wang, A. Simon. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B, 260, 293(2007).

    [22] S. G. Wang, Q. Zhang, S. F. Yoon, J. Ahn. Mater. Res. Bullet., 37, 1033(2002).

    [23] M. Marinelli, E. Milani, A. Paoletti, A. Tucciarone, G. Verona Rinati, M. Angelone, M. Pillon. J. Appl. Phys., 89, 1430(2001).

    [24] R. Gunnarsson, M. Backstrom2015 IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility. and , in (), p. 479.(2015).

    [25] N. Marcuvitz. Waveguide Handbook(1951).

    [26] V. Bagnoud, B. Aurand, A. Blazevic, S. Borneis, C. Bruske, B. Ecker, U. Eisenbarth, J. Fils, A. Frank, E. Gaul, S. Goette, C. Haefner, T. Hahn, K. Harres, H.-M. Heuck, D. Hochhaus, D. H. H. Hoffmann, D. Javorková, H.-J. Kluge, T. Kuehl, S. Kunzer, M. Kreutz, T. Merz-Mantwill, P. Neumayer, E. Onkels, D. Reemts, O. Rosmej, M. Roth, T. Stoehlker, A. Tauschwitz, B. Zielbauer, D. Zimmer, K. Witte. Appl. Phys. B, 100, 137(2010).

    [27] V. Bagnoud, F. Wagner. High Power Laser Sci. Eng., 4, e39(2016).

    [28] O. N. Rosmej, M. Gyrdymov, M. M. Günther, N. E. Andreev, P. Tavana, P. Neumayer, S. Zähter, N. Zahn, V. S. Popov, N. G. Borisenko, A. Kantsyrev, A. Skobliakov, V. Panyushkin, A. Bogdanov, F. Consoli, X. F. Shen, A. Pukhov. Plasma Phys. Control Fusion., 62, 115024(2020).

    [29] N. G. Borisenko, A. M. Khalenkov, V. Kmetik, J. Limpouch, Y. A. Merkuliev, V. G. Pimenov. Fusion Sci. Technol., 51, 655(2007).

    [30] F. Consoli, R. De Angelis, T. S. Robinson, S. Giltrap, G. S. Hicks, E. J. Ditter, O. C. Ettlinger, Z. Najmudin, M. Notley, R. A. Smith. Sci. Rep., 9, 8551(2019).

    [31] M. Scisciò, F. Consoli, M. Salvadori, N. Andreev, N. Borisenko, S. Zähter, O. Rosmej. High Power Laser Sci. Eng., 9, e64(2021).

    [32] A. Pukhov, Z.-M. Sheng, J. Meyer-ter-Vehn. Phys. Plasmas, 6, 2847(1999).

    [33] M. Salvadori, P. L. Andreoli, M. Cipriani, G. Cristofari, R. De Angelis, S. Malko, L. Volpe, J. A. Perez Hernandez, J. I. Alpinaniz, A. Morace, P. Antici, M. Migliorati, G. Di Giorgio, F. Consoli. , , , , , , , , , , , , , and , arXiv:2112.10674 ().(2021).

    [34] J. F. Ziegler, M. D. Ziegler, J. P. Biersack. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B, 268, 1818(2010).

    [35] M. Barberio, S. Veltri, M. Scisciò, P. Antici. Sci. Rep., 7, 40415(2017).

    [36] M. Passoni, F. M. Arioli, L. Cialfi, D. Dellasega, L. Fedeli, A. Formenti, A. C. Giovannelli, A. Maffini, F. Mirani, A. Pazzaglia, A. Tentori, D. Vavassori, M. Zavelani-Rossi, V. Russo. Plasma Phys. Control. Fusion, 62, 014022(2020).

    [37] P. Puyuelo-Valdes, S. Vallières, M. Salvadori, S. Fourmaux, S. Payeur, J.-C. Kieffer, F. Hannachi, P. Antici. Sci. Rep., 11, 9998(2021).

    [38] L. Giuffrida, F. Belloni, D. Margarone, G. Petringa, G. Milluzzo, V. Scuderi, A. Velyhan, M. Rosinski, A. Picciotto, M. Kucharik, J. Dostal, R. Dudzak, J. Krasa, V. Istokskaia, R. Catalano, S. Tudisco, C. Verona, K. Jungwirth, P. Bellutti, G. Korn, G. A. P. Cirrone. Phys. Rev. E, 101, 013204(2020).

    Tools

    Get Citation

    Copy Citation Text

    M. Salvadori, G. Di Giorgio, M. Cipriani, M. Scisciò, C. Verona, P. L. Andreoli, G. Cristofari, R. De Angelis, M. Pillon, N. E. Andreev, P. Antici, N. G. Borisenko, D. Giulietti, M. Migliorati, O. Rosmej, S. Zähter, F. Consoli. Time-of-flight methodologies with large-area diamond detectors for ion characterization in laser-driven experiments[J]. High Power Laser Science and Engineering, 2022, 10(1): 010000e6

    Download Citation

    EndNote(RIS)BibTexPlain Text
    Save article for my favorites
    Paper Information

    Special Issue: HIGH ENERGY DENSITY PHYSICS AND HIGH POWER LASERS

    Received: Aug. 1, 2021

    Accepted: Dec. 27, 2021

    Posted: Dec. 28, 2021

    Published Online: Feb. 10, 2022

    The Author Email: M. Salvadori (Martina.salvadori@uniroma1.it), F. Consoli (fabrizio.consoli@enea.it)

    DOI:10.1017/hpl.2021.59

    Topics