High Power Laser Science and Engineering, Volume. 8, Issue 4, 04000e41(2020)

Laser-induced damage thresholds of ultrathin targets and their constraint on laser contrast in laser-driven ion acceleration experiments

Dahui Wang1,2, Yinren Shou1, Pengjie Wang1, Jianbo Liu1, Zhusong Mei1, Zhengxuan Cao1, Jianmin Zhang2, Pengling Yang2, Guobin Feng2, Shiyou Chen1, Yanying Zhao1, Joerg Schreiber3, and Wenjun Ma1、*
Author Affiliations
  • 1State Key Laboratory of Nuclear Physics and Technology, Peking University, Beijing100871, China
  • 2State Key Laborartory of Laser Interaction with Matter, Northwest Institute of Nuclear Technology, Xi’an710024, China
  • 3Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-University, D-85748Garching, Germany
  • show less
    References(48)

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

    [2] G. A. Mourou, N. J. Fisch, V. M. Malkin, Z. Toroker, E.A. Khazanov, A.M. Sergeev, T. Tajima, B. Le Garrec. Opt. Commun., 285, 720(2012).

    [3] I. J. Kim, K. H. Pae, C. M. Kim, H. T. Kim, J. H. Sung, S. K. Lee, T. J. Yu, I. W. Choi, C. L. Lee, K. H. Nam, P. V. Nickles, T. M. Jeong, J. M. Lee. Phys. Rev. Lett., 111(2013).

    [4] J. H. Bin, W. J. Ma, H. Y. Wang, M. J. V. Streeter, C. Kreuzer, D. Kiefer. Phys. Rev. Lett., 115(2015).

    [5] S. Bolaños, J. Béard, G. Revet, S. N. Chen, S. Pikuz, E. Filippov, M. Safronova, M. Cerchez, O. Willi, M. Starodubtsev, J. Fuchs. Matter Radiat. Extremes, 4(2019).

    [6] 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).

    [7] A. Henig, S. Steinke, M. Schnürer, T. Sokollik, R. Hörlein, D. Kiefer, D. Jung, J. Schreiber, B.M. Hegelich, X.Q. Yan, J. Meyer-ter-Vehn, T. Tajima, P. V. Nickles, W. Sandner, D. Habs. Phys. Rev. Lett., 103(2009).

    [8] K. Xue, Z. K. Dou, F. Wan, T. P. Yu, W. M. Wang, J. R. Ren, Q. Zhao, Y. T. Zhao, Z. F. Xu, J. X. Li. Matter Radiat. Extremes, 5(2020).

    [9] W. J. Ma, I. J. Kim, J. Q. Yu, I. W. Choi, P. K. Singh, H. W. Lee, J. H. Sung, S. K. Lee, C. Lin, Q. Liao, J. G. Zhu, H. Y. Lu, B. Liu, H. Y. Wang, R. F. Xu, X. T. He, J. E. Chen, M. Zepf, J. Schreiber, X. Q. Yan, C. H. Nam. Phys. Rev. Lett., 122(2019).

    [10] F. Wagner, O. Deppert, C. Brabetz, P. Fiala, A. Kleinschmidt, P. Poth. Phys. Rev. Lett., 116(2016).

    [11] M. Borghesi, J. Fuchs, S. V. Bulanov, A. J. MacKinnon, P. K. Patel, M. Roth. Fusion Sci. Technol., 49, 412(2006).

    [12] S. Bulanov, T. Z. Esirkepov, V. Khoroshkov, A. Kuznetsov, F. Pegoraro. Phys. Rev. A, 299, 240(2002).

    [13] B. Y. Sharkov, D. H. H. Hoffmann, A. A. Golubev, Y. T. Zhao. Matter Radiat. Extremes, 1, 28(2016).

    [14] E. L. Clark, K. Krushelnick, J. R. Davies, M. Zepf, M. Tatarakis, F. N. Beg, A. Machacek, P. A. Norreys, M. I. K. Santala, I. Watts, A. E. Dangor. Phys. Rev. Lett., 84, 670(2000).

    [15] A. Macchi, S. Veghini, F. Pegoraro. Phys. Rev. Lett., 103(2009).

    [16] F. Dollar, C. Zulick, A. G. R. Thomas, V. Chvykov, J. Davis, G. Kalinchenko. Phys. Rev. Lett., 108(2012).

    [17] C. Scullion, D. Doria, L. Romagnani, A. Sgattoni, K. Naughton, D. R. Symes. Phys. Rev. Lett., 119(2017).

    [18] P. McKenna, D. C. Carroll, O. Lundh, F. Nurnberg. Laser Part. Beams, 26, 591(2008).

    [19] V. M. Ovchinnikov, D. W. Schumacher, M. McMahon, E. A. Chowdhury, C. D. Chen, A. Morace, R. R. Freeman. Phys. Rev. Lett., 110(2013).

    [20] S. Zhao, C. Lin, H. Y. Wang, H. Y. Lu, X. T. He, J. E. Chen, T. E. Cowan, X. Q. Yan. Phys. Plasmas, 22(2015).

    [21] D. L. Balabanski, R. Popescu, D. Stutman, K. A. Tanaka, O. Ur Tesileanu, C. A. Ursesc, N. V. Zamfir. Eur. Phys. Lett., 117(2017).

    [22] S. Gales, K. A. Tanaka, D. L. Balabanski, F. Negoita, N. V. Zamfir. Rep. Prog. Phys, 8(2018).

    [23] I. Prencipe, J. Fuchs, S. Pascarelli, D. W. Schumacher, T. E. Cowan. High Power Laser Sci. Eng, 5, e17(2017).

    [24] D. H. Wang, W. J. Ma, J. H. Bin, K. Alinger, Y. R. Shou, P. J. Wang, J. B. Liu, J. G. Zhu, Z. X. Cao, Z. S. Mei, H. Y. Wang, H. Y. Lu, C. Lin, Y. Y. Zhao, J. Schreiber, X. Q. Yan. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B, 436, 18(2018).

    [25] Y. R. Shou, D. H. Wang, P. J. Wang, J. B. Liu, Z. X. Cao, Z. S. Mei, Y. X. Geng, J. G. Zhu, Q. Liao, Y. Y. Zhao, K. Zhu, C. Lin, H. Y. Lu, W. J. Ma, X. Q. Yan. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A, 927, 236(2019).

    [26] J. Szeryop, W. J. Ma, G. Bothmann, D. Hahner, M. Haug, P. Hilz, C. Kreuzer, R. Lange, S. Seuferling, M. Speicher, F. stehr, S. Stork, P. G. Thirolf, J. Schreiber, H. F. Wirth. Matter Radiat. Extreme, 4(2019).

    [27] J. Krüger, W. Kautek. Adv. Polym. Sci, 168, 247(2004).

    [28] J. Bonse, J. M. Wrobel, J. Krüger, W. Kautek. Appl. Phys. A, 72, 89(2001).

    [29] K. Sokolowski-Tinten, W. Ziegler, D. V. D. Linde, M. P. Siegal, D. L. Overmyer. Appl. Phys. Lett., 86(2005).

    [30] T. V. Kononenko, S. M. Pimenov, V. V. Kononenko, E. V. Zavedeev, V. I. Konov, G. Dumitru, V. Romano. Appl. Phys. A, 79, 543(2004).

    [31] K. Mann, H. Gerhardt, G. Pfeifer, R. Wolf. Laser-Induced Damage Opt. Mater., 1624, 436(1991).

    [32] B. C. Stuart, M. D. Feit, A. M. Rubenchik, B. W. Shore, M. D. Perry. Phys. Rev. Lett., 74, 2248(1995).

    [33] B. C. Stuart, M. D. Feit, S. Herman, A. M. Rubenchik, B. W. Shore, M. D. Perry. Phys. Rev. B, 53, 1749(1996).

    [34] D. Du, X. Liu, G. Korn, J. Squier, G. Mourou. Appl. Phys. Lett., 64, 3071(1994).

    [35] M. J. Laubitz. Phys. Rev. B, 2, 2252(1970).

    [36] M. Sparks. J. Appl. Phys., 47, 837(1976).

    [37] G. Daminelli, S. Pentzien, A. Hertwig, J. Krüger. Appl. Phys. A, 83, 89(2006).

    [38] G. A. J. Amaratunga, J. Robertson, V. S. Veerasamy, W. I. Milne, D. R. McKenzie. Diam. Relat. Mater., 4, 637(1995).

    [39] E. Carpene, E. Mancini, C. Dallera, D. Schwen, C. Ronning, S. D. Silvestr. New J. Phys., 9, 404(2007).

    [40] S. I. Anisimov, B. L. Kapeliovich, T. L. Perel'man, Zh. Eksp. Teor. Fiz., 66, 776(1974).

    [41] P. B. Corkum, F. Brunel, N. K. Ssherman. Phys. Rev. Lett., 61, 25(1988).

    [42] Z. B. Lin, L. V. Zhigilei, V. Celli. Phys. Rev. B, 77(2008).

    [43] Z. X. Zhang, F. X. Wu, J. B. Hu, X. F. Yang, J. Y. Gui, P. H. Ji, X. Y. Liu, C. Wang, Y. Q. Liu, X. M. Lu. High Power Laser Sci. Eng., 8(2020).

    [44] J. H. Sung, H. W. Lee, J. Y. Yoo, J. W. Yoon, C. W. Lee, J. M. Yang, Y. J. Son, Y. H. Jang, S. Ku, C. H. Nam. Opt. Lett., 42, 11(2017).

    [45] I. J. Kim, K. H. Pae, I. W. Choi, C. L. Lee, H. T. Kim, H. Singhal, J. H. Sung, S. K. Lee, H. W. Lee, P. V. Nickles, T. M. Jeong, C. M. Kim, C. H. Nan. Phys. Plasmas, 23(2016).

    [46] Y. X. Chu, X. Y. Liang, L. H. Yu, Y. Xu, L. Xu, L. Ma, X. M. Lu, Y. Q. Liu, Y. X. Leng, R. X. Li, Z. Z. Xu. Opt. Express, 21, 29(2013).

    [47] H. Vincenti, S. Monchoce, S. Kahaly, G. Bonnaud, Ph. Martin, F. Quere. Nat. Commun., 5, 3403(2014).

    [48] D. H. Wang, Y. R. Shou, P. J. Wang, J. B. Liu, C.C. Li, Z. Gong, R. H. Hu, W. J. Ma, X. Q. Yan. Sci. Rep, 8, 2536(2018).

    Tools

    Get Citation

    Copy Citation Text

    Dahui Wang, Yinren Shou, Pengjie Wang, Jianbo Liu, Zhusong Mei, Zhengxuan Cao, Jianmin Zhang, Pengling Yang, Guobin Feng, Shiyou Chen, Yanying Zhao, Joerg Schreiber, Wenjun Ma. Laser-induced damage thresholds of ultrathin targets and their constraint on laser contrast in laser-driven ion acceleration experiments[J]. High Power Laser Science and Engineering, 2020, 8(4): 04000e41

    Download Citation

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

    Category: Research Articles

    Received: Aug. 8, 2020

    Accepted: Oct. 26, 2020

    Published Online: Jan. 5, 2021

    The Author Email: Wenjun Ma (wenjun.ma@pku.edu.cn)

    DOI:10.1017/hpl.2020.40

    Topics