High Power Laser Science and Engineering, Volume. 11, Issue 2, 02000e23(2023)

Versatile tape-drive target for high-repetition-rate laser-driven proton acceleration

N. Xu1, M. J. V. Streeter2, O. C. Ettlinger1, H. Ahmed3, S. Astbury3, M. Borghesi2, N. Bourgeois3, C. B. Curry4,10, S. J. D. Dann3, N. P. Dover1, T. Dzelzainis3, V. Istokskaia5,6, M. Gauthier4, L. Giuffrida5, G. D. Glenn4,9, S. H. Glenzer4, R. J. Gray7, J. S. Green3, G. S. Hicks1, C. Hyland2, M. King7, B. Loughran2, D. Margarone2,5, O. McCusker2, P. McKenna7, C. Parisuaña4,8, P. Parsons2, C. Spindloe3, D. R. Symes3, F. Treffert4,11, C. A. J. Palmer2、*, and Z. Najmudin1
Author Affiliations
  • 1John Adams Institute for Accelerator Science, Blackett Laboratory, Imperial College London, London, UK
  • 2School of Maths and Physics, Queen’s University Belfast, Belfast, UK
  • 3Central Laser Facility, STFC Rutherford Appleton Laboratory, Didcot, UK
  • 4SLAC National Accelerator Laboratory, Menlo Park, USA
  • 5ELI Beamlines Centre, Institute of Physics, CAS, Dolni Brezany, Czech Republic
  • 6Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering, Czech Technical University in Prague, Prague, Czech Republic
  • 7Department of Physics, SUPA, University of Strathclyde, Glasgow, UK
  • 8Department of Mechanical Engineering, Stanford University, Stanford, USA
  • 9Department of Applied Physics, Stanford University, Stanford, USA
  • 10Department of Electrical and Computer Engineering, University of Alberta, Edmonton, Canada
  • 11Institut für Kernphysik, Technische Universität Darmstadt, Darmstadt, Germany
  • show less
    References(34)

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

    [2] E. L. Clark, K. Krushelnick, M. Zepf, F. N. Beg, M. Tatarakis, A. Machacek, M. I. K. Santala, I. Watts, P. A. Norreys, A. E. Dangor. Phys. Rev. Lett., 85, 1654(2000).

    [3] S. C. Wilks, B. Langdon, T. E. Cowan, M. Roth, M. Singh, S. Hatchett, M. H. Key, D. Pennington, A. J. Mackinnon, R. A. Snavely. Phys. Plasmas, 8, 542(2001).

    [4] M. Borghesi, S. V. Bulanov, T. Z. Esirkepov, S. Fritzler, S. Kar, T. V. Liseikina, V. Malka, F. Pegoraro, L. Romagnani, J. P. Rousseau, A. Schiavi, O. Willi, A. V. Zayats. Phys. Rev. Lett., 94, 195003(2005).

    [5] S. Fritzler, V. Malka, G. Grillon, J. P. Rousseau, F. Burgy, E. Lefebvre, E. d’Humières, P. McKenna, K. W. D. Ledingham. Appl. Phys. Lett., 83, 3039(2003).

    [6] M.-C. Vozenin, J. Bourhis, M. Durante. Nat. Rev. Clin. Oncol., 19, 791(2022).

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

    [8] J. H. Sung, J. W. Yoon, I. W. Choi, S. K. Lee, H. W. Lee, J. M. Yang, Y. G. Kim, C. H. Nam. J. Korean Phys. Soc., 77, 223(2020).

    [9] A. X. Li, C. Y. Qin, H. Zhang, S. Li, L. L. Fan, Q. S. Wang, T. J. Xu, N. W. Wang, L. H. Yu, Y. Xu. High Power Laser Sci. Eng., 10, e26(2022).

    [10] K. Zeil, S. D. Kraft, S. Bock, M. Bussmann, T. E. Cowan, T. Kluge, J. Metzkes, T. Richter, R. Sauerbrey, U. Schramm. New J. Phys., 12, 045015(2010).

    [11] K. Nakamura, H.-S. Mao, A. J. Gonsalves, H. Vincenti, D. E. Mittelberger, J. Daniels, A. Magana, C. Toth, W. P. Leemans. IEEE J. Quantum Electron., 53, 1200121(2017).

    [12] S. Borneis, T. Laštovička, M. Sokol, T.-M. Jeong, F. Condamine, O. Renner, V. Tikhonchuk, H. Bohlin, A. Fajstavr, J.-C. Hernandez, N. Jourdain, D. Kumar, D. Modřanský, A. Pokorný, A. Wolf, S. Zhai, G. Korn, S. Weber. High Power Laser Sci. Eng., 9, e30(2021).

    [13] L. Volpe, R. Fedosejevs, G. Gatti, J. A. Pérez-Hernández, C. Méndez, J. Apiñaniz, X. Vaisseau, C. Salgado, M. Huault, S. Malko. High Power Laser Sci. Eng., 7, e25(2019).

    [14] R. Lera, P. Bellido, I. Sanchez, P. Mur, M. Seimetz, J. M. Benlloch, L. Roso, A. Ruiz-de-la Cruz. Appl. Phys. B, 125, 4(2018).

    [15] C. Spindloe, G. Arthur, F. Hall, S. Tomlinson, R. Potter, S. Kar, J. Green, A. Higginbotham, N. Booth, M. K. Tolley. J. Phys.: Conf. Ser., 713, 012002(2016).

    [16] L. Obst, S. Göde, M. Rehwald, F.-E. Brack, J. Branco, S. Bock, M. Bussmann, T. E. Cowan, C. B. Curry, F. Fiuza, M. Gauthier, R. Gebhardt, U. Helbig, A. Huebl, U. Hübner, A. Irman, L. Kazak, J. B. Kim, T. Kluge, S. Kraft, M. Loeser, J. Metzkes, R. Mishra, C. Rödel, H.-P. Schlenvoigt, M. Siebold, J. Tiggesbäumker, S. Wolter, T. Ziegler, U. Schramm, S. H. Glenzer, K. Zeil. Sci. Rep., 7, 10248(2017).

    [17] C. B. Curry, C. Schoenwaelder, S. Goede, J. B. Kim, M. Rehwald, F. Treffert, K. Zeil, S. H. Glenzer, M. Gauthier. J. Vis. Exp., 159, e61130(2020).

    [18] P. Puyuelo-Valdes, J.-L. Henares, F. Hannachi, T. Ceccotti, J. Domange, M. Ehret, E. D’Humieres, L. Lancia, J.-R. Marquès, J. Santos, M. Tarisien. , , , , , , , , , , and , Proc. SPIE , 110370B ().(2019).

    [19] K. M. George, J. T. Morrison, S. Feister, G. K. Ngirmang, J. R. Smith, A. J. Klim, J. Snyder, D. Austin, W. Erbsen, K. D. Frische, J. Nees, C. Orban, E. A. Chowdhury, W. M. Roquemore. High Power Laser Sci. Eng., 7, e50(2019).

    [20] P. L. Poole, L. Obst, G. E. Cochran, J. Metzkes, H.-P. Schlenvoigt, I. Prencipe, T. Kluge, T. Cowan, U. Schramm, D. W. Schumacher, K. Zeil. New J. Phys., 20, 013019(2018).

    [21] S. J. Haney, K. W. Berger, G. D. Kubiak, P. D. Rockett, J. Hunter. Appl. Opt., 32, 6934(1993).

    [22] E. Fill, J. Bayerl, R. Tommasini. Rev. Sci. Instrum., 73, 2190(2002).

    [23] T. Nayuki, Y. Oishi, T. Fujii, K. Nemoto. Rev. Sci. Instrum., 74, 3293(2003).

    [24] J. Snyder, J. Morrison, S. Feister, K. Frische, K. George, M. Le, C. Orban, G. Ngirmang, E. Chowdhury, W. Roquemore. Sci. Rep., 10, 18245(2020).

    [25] Y. Gao, J. Bin, D. Haffa, C. Kreuzer, J. Hartmann, M. Speicher, F. H. Lindner, T. M. Ostermayr, P. Hilz, T. F. Rösch, S. Lehrack, F. Englbrecht, S. Seuferling, M. Gilljohann, H. Ding, W. Ma, K. Parodi, J. Schreiber. High Power Laser Sci. Eng., 5, e12(2017).

    [26] 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).

    [27] S. Astbury, C. Spindloe, M. Tolley, L. Harman, P. Sykes, W. Robins, R. Sarasola, K. Rodgers. Central Laser Facility Annual Report 2018–2019, 32(2019).

    [28] M. Noaman-ul-Haq, H. Ahmed, T. Sokollik, L. Yu, Z. Liu, X. Yuan, F. Yuan, M. Mirzaie, X. Ge, L. Chen, J. Zhang. Phys. Rev. Accel. Beams, 20, 041301(2017).

    [29] M. A. Vernezi, D. V. Nazarenko, E. H. Abderrazzak. International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), 566(2021).

    [30] M. Fritz, M. Groeb. MM Sci. J., 2021, 5241(2021).

    [31] B. B. Lazan. Damping of Materials and Members in Structural Mechanics(1968).

    [32] K. W.-H. Tsui, N. C. Cheung, K. C.-W. Yuen. IEEE Trans. Indust. Electron., 56, 202(2009).

    [33] 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).

    [34] 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. Rusand. J. Appl. Phys., 109, 103302(2011).

    Tools

    Get Citation

    Copy Citation Text

    N. Xu, M. J. V. Streeter, O. C. Ettlinger, H. Ahmed, S. Astbury, M. Borghesi, N. Bourgeois, C. B. Curry, S. J. D. Dann, N. P. Dover, T. Dzelzainis, V. Istokskaia, M. Gauthier, L. Giuffrida, G. D. Glenn, S. H. Glenzer, R. J. Gray, J. S. Green, G. S. Hicks, C. Hyland, M. King, B. Loughran, D. Margarone, O. McCusker, P. McKenna, C. Parisuaña, P. Parsons, C. Spindloe, D. R. Symes, F. Treffert, C. A. J. Palmer, Z. Najmudin. Versatile tape-drive target for high-repetition-rate laser-driven proton acceleration[J]. High Power Laser Science and Engineering, 2023, 11(2): 02000e23

    Download Citation

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

    Category: Research Articles

    Received: Nov. 18, 2022

    Accepted: Mar. 13, 2023

    Published Online: Apr. 25, 2023

    The Author Email: C. A. J. Palmer (C.Palmer@qub.ac.uk)

    DOI:10.1017/hpl.2023.27

    Topics