High Power Laser Science and Engineering, Volume. 7, Issue 3, 03000e56(2019)

Review on TNSA diagnostics and recent developments at SPARC_LAB

Fabrizio Bisesto1、†, Mario Galletti2,3, Maria Pia Anania1, Massimo Ferrario1, Riccardo Pompili1, Mordechai Botton4, Elad Schleifer4, and Arie Zigler1,4
Author Affiliations
  • 1INFN-LNF, Via Enrico Fermi 40, 00044 Frascati, Italy
  • 2Central Laser Facility, Science and Technology Facilities Council, Rutherford Appleton Laboratory, Harwell Science and Innovation Campus, Didcot OX11 0QX, UK
  • 3GoLP Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear, Instituto Superior Tecnico, Universidade de Lisboa, Av. Rovisco Pais 1049-001 Lisbon, Portugal
  • 4Racah Institute of Physics, Hebrew University, 91904 Jerusalem, Israel
  • show less
    References(70)

    [1] D. Strickland, G. Mourou. Opt. Commun., 56, 219(1985).

    [2] B. A. Remington, D. Arnett, R. P. Drake, H. Takabe. Science, 284, 1488(1999).

    [3] M. Roth, T. E. Cowan, M. H. Key, S. P. Hatchett, C. Brown, W. Fountain, J. Johnson, D. M. Pennington, R. A. Snavely, S. C. Wilks, K. Yasuike, H. Ruhl, F. Pegoraro, S. V. Bulanov, E. M. Campbell, M. D. Perry, H. Powell. Phys. Rev. Lett., 86, 436(2001).

    [4] T. Bartal, M. E. Foord, C. Bellei, M. H. Key, K. A. Flippo, S. A. Gaillard, D. T. Offermann, P. K. Patel, L. C. Jarrott, D. P. Higginson, M. Roth, A. Otten, D. Kraus, R. B. Stephens, H. S. McLean, E. M. Giraldez, M. S. Wei, D. C. Gautier, F. N. Beg. Nat. Phys., 8, 139(2012).

    [5] K. W. D. Ledingham, W. Galster. New J. Phys., 12(2010).

    [6] 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).

    [7] R. A. Snavely, M. H. Key, S. P. Hatchett, T. E. Cowan, M. Roth, T. W. Phillips, M. A. Stoyer, E. A. Henry, T. C. Sangster, M. S. Singh, S. C. Wilks, A. MacKinnon, A. Offenberger, D. M. Pennington, K. Yasuike, A. B. Langdon, B. F. Lasinski, J. Johnson, M. D. Perry, E. M. Campbell. Phys. Rev. Lett., 85, 2945(2000).

    [8] 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(2002).

    [9] A. G. Krygier, D. W. Schumacher, R. R. Freeman. Phys. Plasmas, 21(2014).

    [10] A. Macchi, M. Borghesi, M. Passoni. Rev. Mod. Phys., 85, 751(2013).

    [11] J. Badziak, S. Głowacz, S. Jabłoński, P. Parys, J. Wołowski, H. Hora, J. Krása, L. Láska, K. Rohlena. Plasma Phys. Control. Fusion, 46(2004).

    [12] J.-L. Dubois, F. Lubrano-Lavaderci, D. Raffestin, J. Ribolzi, J. Gazave, A. Compant La Fontaine, E. d’Humières, S. Hulin, Ph. Nicolaï, A. Poyé, V. T. Tikhonchuk. Phys. Rev. E, 89(2014).

    [13] H. Hamster, A. Sullivan, S. Gordon, W. White, R. W. Falcone. Phys. Rev. Lett., 71, 2725(1993).

    [14] M. J. Mead, D. Neely, J. Gauoin, R. Heathcote, P. Patel. Rev. Sci. Instrum., 75, 4225(2004).

    [15] A. Poyé, J.-L. Dubois, F. Lubrano-Lavaderci, E. d’Humières, M. Bardon, S. Hulin, M. Bailly-Grandvaux, J. Ribolzi, D. Raffestin, J. J. Santos, Ph. Nicolaï, V. Tikhonchuk. Phys. Rev. E, 92(2015).

    [16] A. Gopal, S. Herzer, A. Schmidt, P. Singh, A. Reinhard, W. Ziegler, D. Brömmel, A. Karmakar, P. Gibbon, U. Dillner, T. May, H.-G. Meyer, G. G. Paulus. Phys. Rev. Lett., 111(2013).

    [17] Z. Jin, H. B. Zhuo, T. Nakazawa, J. H. Shin, S. Wakamatsu, N. Yugami, T. Hosokai, D. B. Zou, M. Y. Yu, Z. M. Sheng, R. Kodama. Phys. Rev. E, 94(2016).

    [18] 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(2016).

    [19] 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(2009).

    [20] S. Tokita, S. Sakabe, T. Nagashima, M. Hashida, S. Inoue. Sci. Rep., 5, 8268(2015).

    [21] C. G. Brown, A. Throop, D. Eder, J. Kimbrough. J. Phys.: Conf. Ser., 112(2008).

    [22] A. Poyé, S. Hulin, M. Bailly-Grandvaux, J.-L. Dubois, J. Ribolzi, D. Raffestin, M. Bardon, F. Lubrano-Lavaderci, E. d’Humières, J. J. Santos, Ph. Nicolaï, V. Tikhonchuk. Phys. Rev. E, 91(2015).

    [23] F. Consoli, R. De Angelis, L. Duvillaret, P. L. Andreoli, M. Cipriani, G. Cristofari, G. Di Giorgio, F. Ingenito, C. Verona. Sci. Rep., 6(2016).

    [24] O. Jäckel, J. Polz, S. M. Pfotenhauer, H. P. Schlenvoigt, H. Schwoerer, M. C. Kaluza. New J. Phys., 12(2010).

    [25] A. S. Sandhu, A. K. Dharmadhikari, P. P. Rajeev, G. R. Kumar, S. Sengupta, A. Das, P. K. Kaw. Phys. Rev. Lett., 89(2002).

    [26] G. Chatterjee, P. K. Singh, A. Adak, A. D. Lad, G. R. Kumar. Rev. Sci. Instrum., 85(2014).

    [27] 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(2017).

    [28] R. Pompili, M. P. Anania, F. Bisesto, M. Botton, M. Castellano, E. Chiadroni, A. Cianchi, A. Curcio, M. Ferrario, M. Galletti, Z. Henis, M. Petrarca, E. Schleifer, A. Zigler. Sci. Rep., 6(2016).

    [29] R. Pompili, M. P. Anania, F. Bisesto, M. Botton, M. Castellano, E. Chiadroni, A. Cianchi, A. Curcio, M. Ferrario, M. Galletti, Z. Henis, M. Petrarca, E. Schleifer, A. Zigler. Opt. Express, 24, 29512(2016).

    [30] F. Bisesto, M. P. Anania, M. Botton, E. Chiadroni, A. Cianchi, A. Curcio, M. Ferrario, M. Galletti, R. Pompili, E. Schleifer, A. Zigler. Quantum Beam Sci., 1, 13(2017).

    [31] R. Pompili, M. P. Anania, F. Bisesto, M. Botton, E. Chiadroni, A. Cianchi, A. Curcio, M. Ferrario, M. Galletti, Z. Henis, M. Petrarca, E. Schleifer, A. Zigler. Sci. Rep., 8, 3243(2018).

    [32] I. Wilke, A. M. MacLeod, W. A. Gillespie, G. Berden, G. M. H. Knippels, A. F. G. Van Der Meer. Phys. Rev. Lett., 88(2002).

    [33] K. Y. Kim, B. Yellampalle, A. J. Taylor, G. Rodriguez, J. H. Glownia. Opt. Lett., 32, 1968(2007).

    [34] M. De Marco, J. Krása, J. Cikhardt, M. Pfeifer, E. Krouskỳ, D. Margarone, H. Ahmed, M. Borghesi, S. Kar, L. Giuffrida, R. Vrana, A. Velyhan, J. Limpouch, G. Korn, S. Weber, L. Velardi, D. Delle Side, V. Nassisi, J. Ullschmied. J. Instrum., 11(2016).

    [35] M. De Marco, M. Pfeifer, E. Krousky, J. Krasa, J. Cikhardt, D. Klir, V. Nassisi. J. Phys.: Conf. Ser., 508(2014).

    [36] P. H. Duncan. IEEE Trans. Electromagn. Compat., EMC‐16, 83(1974).

    [37] G. Malka, J. L. Miquel. Phys. Rev. Lett., 77, 75(1996).

    [38] A. J. Mackinnon, M. Borghesi, S. Hatchett, M. H. Key, P. K. Patel, H. Campbell, A. Schiavi, R. Snavely, S. C. Wilks, O. Willi. Phys. Rev. Lett., 86, 1769(2001).

    [39] P. McKenna, K. W. D. Ledingham, L. Robson. Lasers and Nuclei, 91(2006).

    [40] R. J. Clarke, P. T. Simpson, S. Kar, J. S. Green, C. Bellei, D. C. Carroll, B. Dromey, S. Kneip, K. Markey, P. McKenna, W. Murphy, S. Nagel, L. Willingale, M. Zepf. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A, 585, 117(2008).

    [41] P. R. Bolton, M. Borghesi, C. Brenner, D. C. Carroll, C. De Martinis, F. Fiorini, A. Flacco, V. Floquet, J. Fuchs, P. Gallegos, D. Giove, J. S. Green, S. Green, B. Jones, D. Kirby, P. McKenna, D. Neely, F. Nuesslin, R. Prasad, S. Reinhardt, M. Roth, U. Schramm, G. G. Scott, S. Ter-Avetisyan, M. Tolley, G. Turchetti, J. J. Wilkens. Phys. Medica, 30, 255(2014).

    [42] H. Schwoerer, S. Pfotenhauer, O. Jäckel, K.-U. Amthor, B. Liesfeld, W. Ziegler, R. Sauerbrey, K. W. D. Ledingham, T. Esirkepov. Nature, 439, 445(2006).

    [43] K. Harres, M. Schollmeier, E. Brambrink, P. Audebert, A. Blažević, K. Flippo, D. C. Gautier, M. Geißel, B. M. Hegelich, F. Nürnberg, J. Schreiber, H. Wahl, M. Roth. Rev. Sci. Instrum., 79(2008).

    [44] D. Jung, R. Hörlein, D. Kiefer, S. Letzring, D. C. Gautier, U. Schramm, C. Hübsch, R. Öhm, B. J. Albright, J. C. Fernandez, D. Habs, B. M. Hegelich. Rev. Sci. Instrum., 82(2011).

    [45] L. Torrisi, M. Cutroneo, L. Andò, J. Ullschmied. Phys. Plasmas, 20(2013).

    [46] F. Consoli, R. De Angelis, P. Andreoli, G. Cristofari, G. Di Giorgio, A. Bonasera, M. Barbui, M. Mazzocco, W. Bang, G. Dyer, H. Quevedo, K. Hagel, K. Schmidt, E. Gaul, T. Borger, A. Bernstein, M. Martinez, M. Donovan, M. Barbarino, S. Kimura, J. Sura, J. Natowitz, T. Ditmire. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A, 720, 149(2013).

    [47] A. Alejo, D. Gwynne, D. Doria, H. Ahmed, D. C. Carroll, R. J. Clarke, D. Neely, G. G. Scott, M. Borghesi, S. Kar. J. Instrum., 11(2016).

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

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

    [50] S. Busold, D. Schumacher, O. Deppert, C. Brabetz, S. Frydrych, F. Kroll, M. Joost, H. Al-Omari, A. Blažević, B. Zielbauer, I. Hofmann, V. Bagnoud, T. E. Cowan, M. Roth. Phys. Rev. ST Accel., 16(2013).

    [51] L. Gizzi, D. Giove, C. Altana, F. Brandi, P. Cirrone, G. Cristoforetti, A. Fazzi, P. Ferrara, L. Fulgentini, P. Koester, L. Labate, G. Lanzalone, P. Londrillo, D. Mascali, A. Muoio, D. Palla, F. Schillaci, S. Sinigardi, S. Tudisco, G. Turchetti. Appl. Sci., 7, 984(2017).

    [52] F. Bisesto, M. Galletti, M. P. Anania, F. Massimo, R. Pompili, M. Botton, A. Zigler, F. Consoli, M. Salvadori, P. Andreoli, C. Verona. High Power Laser Sci. Eng., 7(2019).

    [53] M. D. Perry, J. A. Sefcik, T. Cowan, S. Hatchett, A. Hunt, M. Moran, D. Pennington, R. Snavely, S. C. Wilks. Rev. Sci. Instrum., 70, 265(1999).

    [54] B. Dromey, M. Coughlan, L. Senje, M. Taylor, S. Kuschel, B. Villagomez-Bernabe, R. Stefanuik, G. Nersisyan, L. Stella, J. Kohanoff, M. Borghesi, F. Currell, D. Riley, D. Jung, C.-G. Wahlström, C. L. S. Lewis, M. Zepf. Nat. Commun., 7(2016).

    [55] D. Polli, D. Brida, S. Mukamel, G. Lanzani, G. Cerullo. Phys. Rev. A, 82(2010).

    [56] M. Ferrario, D. Alesini, M. Anania, A. Bacci, M. Bellaveglia, O. Bogdanov, R. Boni, M. Castellano, E. Chiadroni, A. Cianchi, S. B. Dabagov, C. De Martinis, D. Di Giovenale, G. Di Pirro, U. Dosselli, A. Drago, A. Esposito, R. Faccini, A. Gallo, M. Gambaccini, C. Gatti, G. Gatti, A. Ghigo, D. Giulietti, A. Ligidov, P. Londrillo, S. Lupi, A. Mostacci, E. Pace, L. Palumbo, V. Petrillo, R. Pompili, A. R. Rossi, L. Serafini, B. Spataro, P. Tomassini, G. Turchetti, C. Vaccarezza, F. Villa, G. Dattoli, E. Di Palma, L. Giannessi, A. Petralia, C. Ronsivalle, I. Spassovsky, V. Surrenti, L. Gizzi, L. Labate, T. Levato, J. V. Rau. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B, 309, 183(2013).

    [57] F. G. Bisesto, M. P. Anania, M. Bellaveglia, E. Chiadroni, A. Cianchi, G. Costa, A. Curcio, D. Di Giovenale, G. Di Pirro, M. Ferrario, F. Filippi, A. Gallo, A. Marocchino, R. Pompili, A. Zigler, C. Vaccarezza. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A, 909, 452(2018).

    [58] M. H. Key, M. D. Cable, T. E. Cowan, K. G. Estabrook, B. A. Hammel, S. P. Hatchett, E. A. Henry, D. E. Hinkel, J. D. Kilkenny, J. A. Koch, W. L. Kruer, A. B. Langdon, B. F. Lasinski, R. W. Lee, B. J. MacGowan, A. MacKinnon, J. D. Moody, M. J. Moran, A. A. Offenberger, D. M. Pennington, M. D. Perry, T. J. Phillips, T. C. Sangster, M. S. Singh, M. A. Stoyer, M. Tabak, G. L. Tietbohl, M. Tsukamoto, K. Wharton, S. C. Wilks. Phys. Plasmas, 5, 1966(1998).

    [59] P. M. Nilson, J. R. Davies, W. Theobald, P. A. Jaanimagi, C. Mileham, R. K. Jungquist, C. Stoeckl, I. A. Begishev, A. A. Solodov, J. F. Myatt, J. D. Zuegel, T. C. Sangster, R. Betti, D. D. Meyerhofer. Phys. Rev. Lett., 108(2012).

    [60] Y. Ping, R. Shepherd, B. F. Lasinski, M. Tabak, H. Chen, H. K. Chung, K. B. Fournier, S. B. Hansen, A. Kemp, D. A. Liedahl, K. Widmann, S. C. Wilks, W. Rozmus, M. Sherlock. Phys. Rev. Lett., 100(2008).

    [61] M. I. K. Santala, M. Zepf, I. Watts, F. N. Beg, E. Clark, M. Tatarakis, K. Krushelnick, A. E. Dangor, T. McCanny, I. Spencer, R. P. Singhal, K. W. D. Ledingham, S. C. Wilks, A. C. Machacek, J. S. Wark, R. Allott, R. J. Clarke, P. A. Norreys. Phys. Rev. Lett., 84, 1459(2000).

    [62] H. Chen, R. Shepherd, H. K. Chung, A. Kemp, S. B. Hansen, S. C. Wilks, Y. Ping, K. Widmann, K. B. Fournier, G. Dyer, A. Faenov, T. Pikuz, P. Beiersdorfer. Phys. Rev. E, 76(2007).

    [63] A. L. Cavalieri, D. M. Fritz, S. H. Lee, P. H. Bucksbaum, D. A. Reis, J. Rudati, D. M. Mills, P. H. Fuoss, G. B. Stephenson, C. C. Kao, D. P. Siddons, D. P. Lowney, A. G. MacPhee, D. Weinstein, R. W. Falcone, R. Pahl, J. Als-Nielsen, C. Blome, S. Dusterer, R. Ischebeck, H. Schlarb, H. Schulte-Schrepping, Th. Tschentscher, J. Schneider, O. Hignette, F. Sette, K. Sokolowski-Tinten, H. N. Chapman, R. W. Lee, T. N. Hansen, O. Synnergren, J. Larsson, S. Techert, J. Sheppard, J. S. Wark, M. Bergh, C. Caleman, G. Huldt, D. van der Spoel, N. Timneanu, J. Hajdu, R. A. Akre, E. Bong, P. Emma, P. Krejcik, J. Arthur, S. Brennan, K. J. Gaffney, A. M. Lindenberg, K. Luening, J. B. Hastings. Phys. Rev. Lett., 94(2005).

    [64] R. Pompili, M. P. Anania, M. Bellaveglia, A. Biagioni, G. Castorina, E. Chiadroni, A. Cianchi, M. Croia, D. Di Giovenale, M. Ferrario, F. Filippi, A. Gallo, G. Gatti, F. Giorgianni, A. Giribono, W. Li, S. Lupi, A. Mostacci, M. Petrarca, L. Piersanti, G. Di Pirro, S. Romeo, J. Scifo, V. Shpakov, C. Vaccarezza, F. Villa. New J. Phys., 18(2016).

    [65] J. Fuchs, P. Antici, E. d’Humières, E. Lefebvre, M. Borghesi, E. Brambrink, C. A. Cecchetti, M. Kaluza, V. Malka, M. Manclossi, S. Meyroneinc, P. Mora, J. Schreiber, T. Toncian, H. Pépin, P. Audebert. Nat. Phys., 2, 48(2006).

    [66] A. Zigler, S. Eisenman, M. Botton, E. Nahum, E. Schleifer, A. Baspaly, I. Pomerantz, F. Abicht, J. Branzel, G. Priebe, S. Steinke, A. Andreev, M. Schnuerer, W. Sandner, D. Gordon, P. Sprangle, K. W. D. Ledingham. Phys. Rev. Lett., 110(2013).

    [67] A. Zigler, T. Palchan, N. Bruner, E. Schleifer, S. Eisenmann, M. Botton, Z. Henis, S. A. Pikuz, A. Y. Faenov, D. Gordon, P. Sprangle. Phys. Rev. Lett., 106(2011).

    [68] 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(2012).

    [69] 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, O. Willi. Phys. Rev. Lett., 95(2005).

    [70] S. Casalbuoni, H. Schlarb, B. Schmidt, P. Schmüser, B. Steffen, A. Winter. Phys. Rev. ST Accel., 11(2008).

    CLP Journals

    [1] Fabrizio Bisesto, Mario Galletti, Maria Pia Anania, Gemma Costa, Massimo Ferrario, Riccardo Pompili, Arie Zigler, Fabrizio Consoli, Mattia Cipriani, Martina Salvadori, Claudio Verona. Simultaneous observation of ultrafast electron and proton beams in TNSA[J]. High Power Laser Science and Engineering, 2020, 8(2): 02000e23

    Tools

    Get Citation

    Copy Citation Text

    Fabrizio Bisesto, Mario Galletti, Maria Pia Anania, Massimo Ferrario, Riccardo Pompili, Mordechai Botton, Elad Schleifer, Arie Zigler. Review on TNSA diagnostics and recent developments at SPARC_LAB[J]. High Power Laser Science and Engineering, 2019, 7(3): 03000e56

    Download Citation

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

    Category: Research Articles

    Received: Apr. 11, 2019

    Accepted: Jul. 31, 2019

    Posted: Jul. 31, 2019

    Published Online: Sep. 23, 2019

    The Author Email: Fabrizio Bisesto (fabrizio.giuseppe.bisesto@lnf.infn.it)

    DOI:10.1017/hpl.2019.41

    Topics