High Power Laser Science and Engineering, Volume. 12, Issue 3, 03000e37(2024)

Development of an ultrathin liquid sheet target for laser ion acceleration at high repetition rates in the kilohertz range

M. Füle1,2,3、*, A. P. Kovács1,4, T. Gilinger1, M. Karnok1, P. Gaál1, S. Figul5, G. Marowsky5, and K. Osvay1,4、*
Author Affiliations
  • 1National Laser-Initiated Transmutation Laboratory, University of Szeged, Szeged, Hungary
  • 2Department of Experimental Physics, University of Szeged, Szeged, Hungary
  • 3ELI ALPS, ELI-HU Non-Profit Ltd., Szeged, Hungary
  • 4Department of Optics and Quantum Electronics, University of Szeged, Szeged, Hungary
  • 5Advanced Microfluidic Systems GmbH, Göttingen, Germany
  • show less
    References(46)

    [1] S. Toth, T. Stanislauskas, I. Balciunas, R. Budriunas, J. Adamonis, R. Danilevicius, K. Viskontas, D. Lengvinas, G. Veitas, D. Gadonas, A. Varanavicius, J. Csontos, T. Somoskoi, L. Toth, A. Borzsonyi, K. Osvay. J. Phys. Photonics, 2, 045003(2020).

    [2] C. Radier, O. Chalus, M. Charbonneau, S. Thambirajah, G. Deschamps, S. David, J. Barbe, E. Etter, G. Matras, S. Ricaud, V. Leroux, C. Richard, F. Lureau, A. Baleanu, R. Banici, A. Gradinariu, C. Caldararu, C. Capiteanu, H. Houe, M. Hebrat, H. Rocipon, A. Naziru, M. Risca, M. Merisanu, L. Caratas, B. Diaconescu, V. Iancu, R. Dabu, D. Ursescu, I. Dancus, C. A. Ur, K. A. Tanaka, N. V. Zamfir. High Power Laser Sci. Eng., 10, e21(2022).

    [3] R. S. Nagymihaly, J. Bohus, V. Pajer, L. Lehotai, A. Malakzadeh, B. Bussiere, F. Falcoz, M. P. Khalashnikov, K. G. Varju, G. Szabo, C. Neacsu, P-M Paul, G. Riboulet, A. Borzsonyi. Proc. SPIE, PC12577, PC125770K(2023).

    [4] T. Spinka, E. Sistrunk, A. Bayramian, J. P. Armstrong, S. Baxamusa, S. Betts, D. R. Bopp, S. Buck, K. Charron, J. Cupal, R. Demaret, R. Deri, J.-M. Di Nicola, A. Erlandson, E. S. Fulkerson, C. Gates, J. Horner, J. Horacek, J. Jarboe, K. Kasl, D. Kim, E. Koh, L. Koubikova, R. Lanning, J. Lusk, W. Maranville, C. Marshall, D. Mason, J. Menapace, P. Miller, P. Mazurek, A. J. Naylon, J. Nissen, J. Novak, D. Peceli, P. Rosso, K. Schaffers, T. Silva, D. Smith, J. Stanley, R. Steele, C. Stolz, T. Suratwala, S. Telford, J. Thoma, D. VanBlarcom, J. Weiss, P. Wegner, B. Rus, C. HaefnerEuropean Conference on Lasers and Electro-Optics and European Quantum Electronics Conference. , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , and , in (), paper PD_2_7.(2017).

    [5] M. Faubel, B. Steiner, J. P. Toennies. J. Chem. Phys., 106, 9013(1997).

    [6] B. Winter, M. Faubel. Chem. Rev., 106, 1176(2006).

    [7] D. Stemer, T. Buttersack, H. Haak, S. Malerz, H. C. Schewe, F. Trinter, K. Mudryk, M. Pugini, B. Credidio, R. Seidel, U. Hergenhahn, G. Meijer, S. Thürmer, B. Winter. J. Chem. Phys., 158, 234202(2023).

    [8] T. Reuss, S. S. N. Lalithambika, C. David, F. Döring, C. Jooss, M. Risch, S. Techert. Acc. Chem. Res., 56, 203(2023).

    [9] P. Vester, I. Zaluzhnyy, R. Kurta, K. B. Moller, E. Biasin, K. Haldrup, M. M. Nielsen, I. A. Vartanyants. Struct. Dyn., 6, 024301(2019).

    [10] M. Fondell, S. Eckert, R. M. Jay, C. Weniger, W. Quevedo, J. Niskanen, B. Kennedy, F. Sorgenfrei, D. Schick, E. Giangrisostomi, R. Ovsyannikov, K. Adamczyk, N. Huse, P. Wernet, R. Mitzner, A. Föhlisch. Struct. Dyn., 4, 054902(2017).

    [11] J. D. Koralek, J. B. Kim, P. Brůža, C. B. Curry, Z. Chen, H. A. Bechtel, A. A. Cordones, P. Sperling, S. Toleikis, J. F. Kern, S. P. Moeller, S. H. Glenzer, D. P. DePonte. Nat. Commun., 9, 1353(2018).

    [12] M. Ekimova, W. Quevedo, M. Faubel, P. Wernet, E. T. J. Nibbering. Struct. Dyn., 2, 054301(2015).

    [13] 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).

    [14] S. Karsch, S. Düsterer, H. Schwoerer, F. Ewald, D. Habs, M. Hegelich, G. Pretzler, A. Pukhov, K. Witte, R. Sauerbrey. Phys. Rev. Lett., 91, 015001(2003).

    [15] M. Schnürer, D. Hilscher, U. Jahnke, S. Ter-Avetisyan, S. Busch, M. Kalachnikov, H. Stiel, P. V. Nickles, W. Sandner. Phys. Rev. E, 70, 056401(2004).

    [16] J. B. Kim, S. Göde, S. H. Glenzer. Rev. Sci. Instrum., 87, 11E328(2016).

    [17] M. Gauthier, C. B. Curry, S. Göde, F.-E. Brack, J. B. Kim, M. J. MacDonald, J. Metzkes, L. Obst, M. Rehwald, C. Rödel, H.-P. Schlenvoight, W. Schumaker, U. Schramm, K. Zeil, S. H. Glenzer. Appl. Phys. Lett., 111, 114102(2017).

    [18] 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. Gebhart, U. Helbig, A. Huebl, U. Hübner, A. Irman, L. Kazak, J. B. Kim, T. Kluge, S. Kraft, M. Loeser, J. Mezkes, R. Mishra, C. Rödel, H.-P. Schlenvoigt, M. Siebold, J. Tiggesbaumker, S. Wolter, T. Ziegler, U. Schramm, S. H. Glenzer, K. Zeil. Sci. Rep., 7, 10248(2017).

    [19] J. T. Morrison, S. Feister, K. D. Frische, D. R. Austin, G. K. Ngirmang, N. R. Murphy, C. Orban, E. A. Chowdhury, W. M. Roquemore. New J. Phys., 20, 022001(2018).

    [20] G. Galinis, J. Strucka, J. C. T. Barnard, A. Braun, R. A. Smith, J. P. Marangos. Rev. Sci. Instrum., 88, 083117(2017).

    [21] C. J. Crissman, M. Mo, Z. Chen, J. Yang, D. A. Huyke, S. H. Glenzer, K. Ledbetter, J. P. F. Nunes, M. L. Ng, H. Wang, X. Shen, X. Wang, D. P. DePonte. Lab Chip, 22, 1365(2022).

    [22] K. M. George, J. T. Morrison, S. Feister, G. K. Ngirmang, J. R. Smith, A. J. Klim, J. Snyder. High Power Laser Sci. Eng., 7, e50(2019).

    [23] M. Füle, T. Gilinger, B. G. Nagyillés, M. Karnok, P. Gaál, S. Figul, G. Marowsky, A. P. Kovács, K. Osvay. Proc. SPIE, PC12579, PC125790R(2023).

    [24] F. Treffert, C. B. Curry, H.-G. J. Chou, C. J. Crissman, D. P. DePonte, F. Fiuza, G. D. Glenn, R. C. Hollinger, R. Nedbalio, J. Park, C. Schoenwaelder, S. Song, S. Wang, J. J. Rocca, M. Roth, S. H. Glenzer, M. Gauthier. Appl. Phys. Lett., 121, 074104(2022).

    [25] P. Puyuelo-Valdes, D. de Luis, J. Hernandez, J. I. Apiñaniz, A. Curcio, J. L. Henares, M. Huault, J. A. Pérez-Hernández, L. Roso, G. Gatti, L. Volpe. Plasma Phys. Control. Fusion, 64, 054003(2022).

    [26] Z. Cao, Z. Peng, Y. Shou, J. Zhao, S. Chen, Y. Gao, J. Liu, P. Wang, Z. Mei, Z. Pan, D. Kong, G. Qi, S. Xu, Z. Liu, Y. Liang, S. Xu, T. Song, X. Chen, Q. Wu, X. Liu, W. Ma. Front. Phys., 11, 1172075(2023).

    [27] C. I. D. Underwood, G. Gan, Z.-H. He, C. D. Murphy, A. G. R. Thomas, K. Krushelnick, J. Nees. Laser Particle Beams, 38, 128(2020).

    [28] E. d'Humieres, E. Lefebvre, L. Gremillet, V. Malka. Phys. Plasma, 12, 062704(2005).

    [29] T. Z. Esirkepov, M. Yamagiwa, T. Tajima. Phys. Rev. Lett., 96, 105001(2006).

    [30] M. Borghesi, A. Bigongiari, S. Kar, A Macchi, L. Romagnani, P. Audebert, J. Fuchs, T. Toncian, O. Willi, S. V. Bulanov, A. J. Mackinnon, J. C. Gauthier. Plasma Phys. Control. Fusion, 50, 124040(2008).

    [31] S. Steinke, A. Henig, M. Schnürer, T. Sokollik, P. V. Nickles, D. Jung, D. Kiefer, R. Hörlein, J. Schreiber, T. Tajima, X. Q. Yan, M. Hegelich, J. Meyer-ter-Vehn, W. Sandner, D. Habs. Laser Particle Beams, 28, 215(2010).

    [32] X. Q. Yan, T. Tajima, B. M. Hegelich, L. Yin, D. Habs. Appl. Phys. B, 98, 711(2010).

    [33] S. Ter-Avetisyan, P. Varmazyar, P. K. Singh, J. G. Son, M. Fule, V. Y. Bychenkov, B. Farkas, K. Nelissen, S. Mondal, D. Papp, A. Borzsonyi, J. Csontos, Z. Lecz, T. Somoskoi, L. Toth, S. Toth, V. Andriy, D. Margarone, A. Necas, G. Morou, G. Szabo, K. Osvay. Plasma Phys. Control. Fusion, 65, 085012(2023).

    [34] Y. J. Choo, B. S. Kang. Exp. Fluids, 31, 56(2001).

    [35] Y.-B. Shen, D. Poulikakos. Trans. Amer. Soc. Mech. Eng., 120, 482(1998).

    [36] S. Menzi, G. Knopp, A. A. Haddad, S. Augustin, C. Borca, D. Gashi, T. Huthwelker, D. James, J. Jin, G. Pamfilidis, K. Schnorr, Z. Sun, R. Wetter, Q. Zhang, C. Cirelli. Rev. Sci. Instrum., 91, 105109(2020).

    [37] A. Watanabe, H. Saito, Y. Ishida, M. Nakamoto, T. Yajima. Opt. Commun., 71, 301(1989).

    [38] P. D. T. Huibers, D. O. Shah. Langmuir, 13, 5995(1997).

    [39] V. Bonal, J. A. Quintana, R. Muñoz-Mármol, J. M. Villalvilla, P. G. Boj, M. A. Díaz-García. Thin Solid Films, 692, 137580(2019).

    [40] J. C. Manifacier, J. Gasiot, J. P. Fillard. J. Phys. E: Sci. Instrum., 9, 1002(1976).

    [41] Z. Yin, T. T. Luu, H. J. Wörner. J. Phys. Photonics, 2, 044007(2020).

    [42] G. Taylor. Proc. R. Soc. London. Ser A, 1296, 259(1960).

    [43] D. Hasson, R. E. Peck. AIChE J., 10, 752(1964).

    [44] K. Osvay, M. Füle, T. Gilinger, B. Kis, P. K. Singh, S. Ter-Avetisyan, P. Varmazyar, B. Biró, L. Csedreki, Z. Dombrádi, Z. Elekes, A. Fenyvesi, Z. Fülöp, Z. Halász, Z. Korkulu, I. Kuti, L. Stuhl. Proc. SPIE, PC12579, PC1257927(2023).

    [45] P. Gaál, B. G. Nagyillés, M. Karnok, A. P. Kovács, T. Gilinger, M. Füle, C. Király, R. Nagymihaly, I. Seres, S. Tóth, K. OsvayEuropean Conference on Lasers and Electro-Optics. , , , , , , , , , , and , in (), paper ca_8_5.(2023).

    [46] M. Born, E. Wolf. Principles of Optics(2019).

    Tools

    Get Citation

    Copy Citation Text

    M. Füle, A. P. Kovács, T. Gilinger, M. Karnok, P. Gaál, S. Figul, G. Marowsky, K. Osvay. Development of an ultrathin liquid sheet target for laser ion acceleration at high repetition rates in the kilohertz range[J]. High Power Laser Science and Engineering, 2024, 12(3): 03000e37

    Download Citation

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

    Category: Research Articles

    Received: Dec. 1, 2023

    Accepted: Mar. 26, 2024

    Published Online: Jul. 23, 2024

    The Author Email: M. Füle (mfule@titan.physx.u-szeged.hu), K. Osvay (osvay@physx.u-szeged.hu)

    DOI:10.1017/hpl.2024.19

    Topics