High Power Laser Science and Engineering, Volume. 10, Issue 4, 04000e26(2022)

Acceleration of 60 MeV proton beams in the commissioning experiment of the SULF-10 PW laser On the Cover

A. X. Li1,2,3, C. Y. Qin1,3, H. Zhang1,4、*, S. Li1, L. L. Fan1,3, Q. S. Wang1,5, T. J. Xu1, N. W. Wang1, L. H. Yu1, Y. Xu1, Y. Q. Liu1, C. Wang1, X. L. Wang1, Z. X. Zhang1, X. Y. Liu1, P. L. Bai1, Z. B. Gan1, X. B. Zhang1, X. B. Wang1, C. Fan1, Y. J. Sun1, Y. H. Tang1, B. Yao1, X. Y. Liang1,4, Y. X. Leng1,4, B. F. Shen1,6、*, L. L. Ji1,4、*, R. X. Li1,2,4、*, and Z. Z. Xu1
Author Affiliations
  • 1State Key Laboratory of High Field Laser Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai201800, China
  • 2ShanghaiTech University, Shanghai201210, China
  • 3Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing100049, China
  • 4CAS Center for Excellence in Ultra-intense Laser Science, Shanghai201800, China
  • 5College of Science, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai200093, China
  • 6Department of Physics, Shanghai Normal University, Shanghai200234, China
  • show less
    References(47)

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

    [2] 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. Li, Y. Li, J. Limpert, J. Ma, C. H. Nam, D. Neely, D. Papadopoulos, R. R. Penman, L. Qian, J. J. Rocca, A. A. Shaykin, C. W. Siders, C. Spindloe, S. Szatmári, R. M. G. M. Trines, J. Zhu, P. Zhu, J. D. Zuegel. High Power Laser Sci. Eng, 7.

    [3] G. Mourou. Rev. Mod. Phys., 91, 030501(2019).

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

    [5] A. Di Piazza, C. Müller, K. Z. Hatsagortsyan, C. H. Keitel. Rev. Mod. Phys., 84, 1177(2012).

    [6] B. A. Remington, R. P. Drake, D. D. Ryutov. Rev. Mod. Phys., 78, 755(2006).

    [7] C. G. Geddes, C. S. Toth, J. Van Tilborg, E. Esarey, C. B. Schroeder, D. Bruhwiler, C. Nieter, J. Cary, W. P. Leemans. Nature, 431, 538(2004).

    [8] A. J. Gonsalves, K. Nakamura, J. Daniels, C. Benedetti, C. Pieronek, T. C. H. de Raadt, S. Steinke, J. H. Bin, S. S. Bulanov, J. van Tilborg, C. G. R. Geddes, C. B. Schroeder, C. Toth, E. Esarey, K. Swanson, L. Fan-Chiang, G. Bagdasarov, N. Bobrova, V. Gasilov, G. Korn, P. Sasorov, W. P. Leemans. Phys. Rev. Lett., 122, 084801(2019).

    [9] W. Yan, C. Fruhling, G. Golovin, D. Haden, J. Luo, P. Zhang, B. Zhao, J. Zhang, C. Liu, M. Chen, S. Chen, S. Banerjee, D. Umstadter. Nat. Photonics, 11, 514(2017).

    [10] N. D. Powers, I. Ghebregziabher, G. Golovin, C. Liu, S. Chen, S. Banerjee, J. Zhang, D. P. Umstadter. Nat. Photonics, 8, 28(2013).

    [11] A. Rousse, K. T. Phuoc, R. Shah, A. Pukhov, E. Lefebvre, V. Malka, S. Kiselev, F. Burgy, J. P. Rousseau, D. Umstadter, D. Hulin. Phys. Rev. Lett., 93, 135005(2004).

    [12] S. Fujioka, H. Takabe, N. Yamamoto, D. Salzmann, F. Wang, H. Nishimura, Y. Li, Q. Dong, S. Wang, Y. Zhang, Y.-J. Rhee, Y.-W. Lee, J.-M. Han, M. Tanabe, T. Fujiwara, Y. Nakabayashi, G. Zhao, J. Zhang, K. Mima. Nat. Phys., 5, 821(2009).

    [13] C. M. Huntington, F. Fiuza, J. S. Ross, A. B. Zylstra, R. P. Drake, D. H. Froula, G. Gregori, N. L. Kugland, C. C. Kuranz, M. C. Levy, C. K. Li, J. Meinecke, T. Morita, R. Petrasso, C. Plechaty, B. A. Remington, D. D. Ryutov, Y. Sakawa, A. Spitkovsky, H. Takabe, H. S. Park. Nat. Phys., 11, 173(2015).

    [14] H. Zhang, H. Lu, S. Li, Y. Xu, X. Guo, Y. Leng, J. Liu, B. Shen, R. Li, Z. Xu. Appl. Phys. Express, 7, 026401(2014).

    [15] W. A. Clarkson, R. K. Shori, F. Lureau, S. Laux, O. Casagrande, O. Chalus, A. Pellegrina, G. Matras, C. Radier, G. Rey, S. Ricaud, S. Herriot, P. Jougla, M. Charbonneau, P. A. Duvochelle, C. Simon-Boisson. Proc. SPIE, 9726, 972613(2016).

    [16] C. Hernandez-Gomez, S. P. Blake, O. Chekhlov, R. J. Clarke, A. M. Dunne, M. Galimberti, S. Hancock, R. Heathcote, P. Holligan, A. Lyachev, P. Matousek, I. O. Musgrave, D. Neely, P. A. Norreys, I. Ross, Y. Tang, T. B. Winstone, B. E. Wyborn, J. Collier. J. Phys. Conf. Ser., 244, 032006(2010).

    [17] J. Hein, B. Le Garrec, D. N. Papadopoulos, C. Le Blanc, J. P. Zou, G. Chériaux, P. Georges, F. Druon, L. Martin, L. Fréneaux, A. Beluze, N. Lebas, F. Mathieu, P. Audebert. Proc. SPIE, 10238, 102380Q(2017).

    [18] W. Li, Z. Gan, L. Yu, C. Wang, Y. Liu, Z. Guo, L. Xu, M. Xu, Y. Hang, Y. Xu, J. Wang, P. Huang, H. Cao, B. Yao, X. Zhang, L. Chen, Y. Tang, S. Li, X. Liu, S. Li, M. He, D. Yin, X. Liang, Y. Leng, R. Li, Z. Xu. Opt. Lett., 43, 5681(2018).

    [19] Z. Bu, J. Xu, T. Xu, L. Ji, R. Li, Z. Xu. Plasma Phys. Control. Fusion, 60, 044002(2018).

    [20] Y. X. Leng. Chin. J. Nat., 40, 400(2018).

    [21] X. Liang, Y. Leng, R. Li, Z. Xu. High-brightness Sources and Light-driven Interactions Congress(2020).

    [22] Z. Zhang, F. Wu, J. Hu, X. Yang, J. Gui, P. Ji, X. Liu, C. Wang, Y. Liu, X. Lu, Y. Xu, Y. Leng, R. Li, Z. Xu. High Power Laser Sci. Eng., 8(2020).

    [23] Z. Guo, L. Yu, J. Wang, C. Wang, Y. Liu, Z. Gan, W. Li, Y. Leng, X. Liang, R. Li. Opt. Express, 26, 26776(2018).

    [24] G. Mainfray, G. Manus. Rep. Prog. Phys., 54, 1333(1991).

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

    [26] L. A. Gizzi, E. Boella, L. Labate, F. Baffigi, P. J. Bilbao, F. Brandi, G. Cristoforetti, A. Fazzi, L. Fulgentini, D. Giove, P. Koester, D. Palla, P. Tomassini. Sci. Rep., 11, 13728(2021).

    [27] 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).

    [28] L. Yu, Y. Xu, Y. Liu, Y. Li, S. Li, Z. Liu, W. Li, F. Wu, X. Yang, Y. Yang, C. Wang, X. Lu, Y. Leng, R. Li, Z. Xu. Opt. Express, 26, 2625(2018).

    [29] L. Yu, Y. Xu, S. Li, Y. Liu, J. Hu, F. Wu, X. Yang, Z. Zhang, Y. Wu, P. Bai, X. Wang, X. Lu, Y. Leng, R. Li, Z. Xu. Opt. Express, 27, 8683(2019).

    [30] R. Prasad, F. Abicht, M. Borghesi, J. Braenzel, P. V. Nickles, G. Priebe, M. Schnürer, S. Ter-Avetisyan. Rev. Sci. Instrum., 84, 053302(2013).

    [31] K. Burdonov, A. Fazzini, V. Lelasseux, J. Albrecht, P. Antici, Y. Ayoul, A. Beluze, D. Cavanna, T. Ceccotti, M. Chabanis, A. Chaleil, S. N. Chen, Z. Chen, F. Consoli, M. Cuciuc, X. Davoine, J. P. Delaneau, E. d’Humières, J. L. Dubois, C. Evrard, E. Filippov, A. Freneaux, P. Forestier-Colleoni, L. Gremillet, V. Horny, L. Lancia, L. Lecherbourg, N. Lebas, A. Leblanc, W. Ma, L. Martin, F. Negoita, J. L. Paillard, D. Papadopoulos, F. Perez, S. Pikuz, G. Qi, F. Quéré, L. Ranc, P. A. Söderström, M. Scisciò, S. Sun, S. Vallières, P. Wang, W. Yao, F. Mathieu, P. Audebert, J. Fuchs. Matter Radiat. Extremes, 6, 064402(2021).

    [32] 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. Lasinsk, J. Johnson, M. D. Perry, E. M. Campbell. Phys. Rev. Lett., 85, 2945(2000).

    [33] T. Esirkepov, M. Borghesi, S. V. Bulanov, G. Mourou, T. Tajima. Phys. Rev. Lett., 92, 175003(2004).

    [34] I. J. Kim, K. H. Pae, 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. Nam. Phys. Plasmas, 23, 070701(2016).

    [35] M. Kaluza, J. Schreiber, M. I. Santala, G. D. Tsakiris, K. Eidmann, J. Meyer-Ter-Vehn, K. J. Witte. Phys. Rev. Lett., 93, 045003(2004).

    [36] T. Ziegler, D. Albach, C. Bernert, S. Bock, F. E. Brack, T. E. Cowan, N. P. Dover, M. Garten, L. Gaus, R. Gebhardt, I. Goethel, U. Helbig, A. Irman, H. Kiriyama, T. Kluge, A. Kon, S. Kraft, F. Kroll, M. Loeser, J. Metzkes-Ng, M. Nishiuchi, L. Obst-Huebl, T. Puschel, M. Rehwald, H. P. Schlenvoigt, U. Schramm, K. Zeil. Sci. Rep., 11, 7338(2021).

    [37] B. Gonzalez-Izquierdo, M. King, R. J. Gray, R. Wilson, R. J. Dance, H. Powell, D. A. Maclellan, J. McCreadie, N. M. H. Butler, S. Hawkes, J. S. Green, C. D. Murphy, L. C. Stockhausen, D. C. Carroll, N. Booth, G. G. Scott, M. Borghesi, D. Neely, P. McKenna. Nat. Commun., 7, 12891(2016).

    [38] D. C. Carroll, P. McKenna, O. Lundh, F. Lindau, C. G. Wahlstrom, S. Bandyopadhyay, D. Pepler, D. Neely, S. Kar, P. T. Simpson, K. Markey, M. Zepf, C. Bellei, R. G. Evans, R. Redaelli, D. Batani, M. H. Xu, Y. T. Li. Phys. Rev. E, 76, 065401(2007).

    [39] W. P. Wang, B. F. Shen, H. Zhang, Y. Xu, Y. Y. Li, X. M. Lu, C. Wang, Y. Q. Liu, J. X. Lu, Y. Shi, Y. X. Leng, X. Y. Liang, R. X. Li, N. Y. Wang, Z. Z. Xu. Appl. Phys. Lett., 102, 224101(2013).

    [40] S. C. Wilks, W. L. Kruer, M. Tabak, A. B. Langdon. Phys. Rev. Lett., 69, 1383(1992).

    [41] E. Lefebvre, G. Bonnaud. Phys. Rev. Lett., 74, 2002(1995).

    [42] S. Gode, C. Rodel, K. Zeil, R. Mishra, M. Gauthier, F. E. Brack, T. Kluge, M. J. MacDonald, J. Metzkes, L. Obst, M. Rehwald, C. Ruyer, H. P. Schlenvoigt, W. Schumaker, P. Sommer, T. E. Cowan, U. Schramm, S. Glenzer, F. Fiuza. Phys. Rev. Lett., 118, 194801(2017).

    [43] M. Roth. Plasma Phys. Control. Fusion, 44(2002).

    [44] J. Psikal, M. Matys. Plasma Phys. Control. Fusion, 60, 044003(2018).

    [45] M. Bailly-Grandvaux, D. Kawahito, C. McGuffey, J. Strehlow, B. Edghill, M. S. Wei, N. Alexander, A. Haid, C. Brabetz, V. Bagnoud, R. Hollinger, M. G. Capeluto, J. J. Rocca, F. N. Beg. Phys. Rev. E, 102, 021201(2020).

    [46] C. Qin, H. Zhang, S. Li, N. Wang, A. Li, L. Fan, X. Lu, J. Li, R. Xu, C. Wang, X. Liang, Y. Leng, B. Shen, L. Ji, R. Li. Commun. Phys., 5(2022).

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

    Tools

    Get Citation

    Copy Citation Text

    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, Y. Q. Liu, C. Wang, X. L. Wang, Z. X. Zhang, X. Y. Liu, P. L. Bai, Z. B. Gan, X. B. Zhang, X. B. Wang, C. Fan, Y. J. Sun, Y. H. Tang, B. Yao, X. Y. Liang, Y. X. Leng, B. F. Shen, L. L. Ji, R. X. Li, Z. Z. Xu. Acceleration of 60 MeV proton beams in the commissioning experiment of the SULF-10 PW laser[J]. High Power Laser Science and Engineering, 2022, 10(4): 04000e26

    Download Citation

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

    Category: Research Articles

    Received: Mar. 26, 2022

    Accepted: Jul. 18, 2022

    Published Online: Aug. 29, 2022

    The Author Email: H. Zhang (zhanghui1989@siom.ac.cn), B. F. Shen (bfshen@mail.shcnc.ac.cn), L. L. Ji (jill@siom.ac.cn), R. X. Li (ruxinli@mail.siom.ac.cn)

    DOI:10.1017/hpl.2022.17

    Topics