High Power Laser Science and Engineering, Volume. 13, Issue 1, 010000e3(2025)
Advanced plasma target from pre-ionized low-density foam for effective and robust direct laser acceleration of electrons
[1] A. Pukhov, Z.-M. Sheng, J. Meyer-ter-Vehn. Phys. Plasmas, 6, 2847(1999).
[2] A. Pukhov. Rep. Prog. Phys., 66, 47(2003).
[3] S. P. D. Mangles, B. R. Walton, M. Tzoufras, Z. Najmudin, R. J. Clarke, A. E. Dangor, R. G. Evans, S. Fritzler, A. Gopal, C. Hernandez-Gomez, W. B. Mori, W. Rozmus, M. Tatarakis, A. G. R. Thomas, F. S. Tsung, M. S. Wei, K. Krushelnick. Phys. Rev. Lett., 94, 245001(2005).
[4] F. Albert, N. Lemos, J. L. Shaw, P. M. King, B. B. Pollock, C. Goyon, W. Schumaker, A. M. Saunders, K. A. Marsh, A. Pak, J. E. Ralph, J. L. Martins, L. D. Amorim, R. W. Falcone, S. H. Glenzer, J. D. Moody, C. Joshi. Phys. Plasmas, 25, 056706(2018).
[5] P. M. King, K. Miller, N. Lemos, J. L. Shaw, B. F. Kraus, M. Thibodeau, B. M. Hegelich, J. Hinojosa, P. Michel, C. Joshi, K. A. Marsh, W. Mori, A. Pak, A. G. R. Thomas, F. Albert. Phys. Rev. Accel. Beams, 24, 011302(2021).
[6] M. A. Stoyer, T. C. Sangster, E. A. Henry, M. D. Cable, T. E. Cowan, S. P. Hatchett, M. H. Key, M. J. Moran, D. M. Pennington, M. D. Perry, T. W. Phillips, M. S. Singh, R. A. Snavely, M. Tabak, S. C. Wilks. Rev. Sci. Instrum., 72, 767(2001).
[7] H. Chen, A. Link, Y. Sentoku, P. Audebert, F. Fiuza, A. Hazi, R. F. Heeter, M. Hill, L. Hobbs, A. J. Kemp, G. E. Kemp, S. Kerr, D. D. Meyerhofer, J. Myatt, S. R. Nagel, J. Park, R. Tommasini, G. J. Williams. Phys. Plasmas, 22, 056705(2015).
[8] D. Raffestin, L. Lecherbourg, I. Lantuéjoul, B. Vauzour, P. E. Masson-Laborde, X. Davoine, N. Blanchot, J. L. Dubois, X. Vaisseau, E. d’Humières, L. Gremillet, A. Duval, Ch. Reverdin, B. Rosse, G. Boutoux, J. E. Ducret, Ch. Rousseaux, V. Tikhonchuk, D. Batani. Matter Radiat. Extremes, 6, 056901(2021).
[9] L. Willingale, A. G. R. Thomas, P. M. Nilson, H. Chen, J. Cobble, R. S. Craxton, A. Maksimchuk, P. A. Norreys, T. C. Sangster, R. H. H. Scott, C. Stoeckl, C. Zulick, K. Krushelnick. New J. Phys., 15, 025023(2013).
[10] A. E. Hussein, A. V. Arefiev, T. Batson, H. Chen, R. S. Craxton, A. S. Davies, D. H. Froula, Z. Gong, D. Haberberger, Y. Ma, P. M. Nilson, W. Theobald, T. Wang, K. Weichman, G. J. Williams, L. Willingale. New J. Phys., 23, 023031(2021).
[11] L. Willingale, A.V. Arefiev, G. J. Williams, H. Chen, F. Dollar, A. U. Hazi, A. Maksimchuk, M. J.-E. Manuel, E. Marley, W. Nazarov, T. Z. Zhao, C. Zulick. New J. Phys., 20, 093024(2018).
[12] O. N. Rosmej, N. E. Andreev, S. Zaehter, N. Zahn, P. Christ, B. Borm, T. Radon, A. Sokolov, L. P. Pugachev, D. Khaghani, F. Horst, N. G. Borisenko, G. Sklizkov, V. G. Pimenov. New J. Phys., 21, 043044(2019).
[13] O. N. Rosmej, M. Gyrdymov, M. M. Günther, N. E. Andreev, P. Tavana, P. Neumayer, S. Zähter, N. Zahn, V. S. Popov, N. G. Borisenko, A. Kantsyrev, A. Skobliakov, V. Panyushkin, A. Bogdanov, F. Consoli, X. F. Shen, A. Pukhov. Plasma Phys. Control. Fusion, 62, 115024(2020).
[14] L. P. Pugachev, N. E. Andreev, P. R. Levashov, O. N. Rosmej. Nucl. Instrum. Methods A, 829, 88(2016).
[15] L. P. Pugachev, N. E. Andreev. J. Phys.: Conf. Ser., 1147, 012080(2019).
[16] J. H. Bin, M. Yeung, Z. Gong, H. Y. Wang, C. Kreuzer, M. L. Zhou, M. J. V. Streeter, P. S. Foster, S. Cousens, B. Dromey, J. Meyer-ter-Vehn, M. Zepf, J. Schreiber. Phys. Rev. Lett., 120, 074801(2018).
[17] Y. Shou, P. Wang, S. G. Lee, Y. J. Rhee, H. W. Lee, J. W. Yoon, J. H. Sung, S. K. Lee, Z. Pan, D. Kong, Z. Mei, J. Liu, S. Xu, Z. Deng, W. Zhou, T. Tajima, I. W. Choi, X. Yan, C. Hee Nam, W. Ma. Nat. Photonics, 17, 137(2022).
[18] N. E. Andreev, V. S. Popov, O. N. Rosmej, A. A. Kuzmin, A. A. Shaykin, E. A. Khazanov, A. V. Kotov, N. G. Borisenko, M. V. Starodubtsev, A. A. Soloviev. Quantum Electron., 51, 1019(2021).
[19] N. E. Andreev, I. R. Umarov, V. S. Popov. Bull. Lebedev Phys. Inst., 50, 797(2023).
[20] R. Huang, L. Han, Y. Shou, D. Wang, T. Yu, J. Yu, X. Yan. Opt. Lett., 48, 819(2023).
[21] A. M. Khalenkov, N. G. Borisenko, V. N. Kondrashov, Yu. A. Merkuliev, J. Limpouch, V. G. Pimenov. Laser Part. Beams, 24, 283(2006).
[22] N. G. Borisenko, A. M. Khalenkov, V. Kmetik, J. Limpouch, Yu. A. Merkuliev, V. G. Pimenov. Fusion Sci. Technol., 51, 655(2007).
[23] N. G. Borisenko, A. A. Akunets, L. A. Borisenko, A. I. Gromov, A. S. Orekhov, A. V. Pastukhov, V. G. Pimenov, S. M. Tolokonnikov, G. V. Sklizkov. J. Phys.: Conf. Ser., 1692, 012026(2020).
[24] O. N. Rosmej, N. Suslov, D. Martsovenko, G. Vergunova, N. Borisenko, N. Orlov, T. Rienecker, D. Klir, K. Rezack, A. Orekhov. Plasma Phys. Control. Fusion, 57, 094001(2015).
[25] S. N. Chen, T. Iwawaki, K. Morita, P. Antici, S. D. Baton, F. Filippi, H. Habara, M. Nakatsutsumi, P. Nicolaï, W. Nazarov, C. Rousseaux, M. Starodubstev, K. A. Tanaka, J. Fuchs. Sci. Rep., 6, 21495(2016).
[26] S. Yu. Gus'kov, A. Caruso, V. B. Rozanov, C. Strangio. Quantum Electron., 30, 191(2000).
[27] S. Yu. Gus’kov, J. Limpouch, Ph. Nicolaï, V. T. Tikhonchuk. Phys. Plasmas, 18, 103114(2011).
[28] S. Depierreux, C. Labaune, D. T. Michel, C. Stenz, P. Nicolai, M. Grech, G. Riazuelo, S. Weber, C. Riconda, V. T. Tikhonchuk, P. Loiseau, N. G. Borisenko, W. Nazarov, S. Huller, D. Pesme, M. Casanova, J. Limpouch, C. Meyer, P. Di-Nicola, R. Wrobel, E. Alozy, P. Romary, G. Thiell, G. Soullie, C. Reverdin, B. Villette. Phys. Rev. Lett., 102, 195005(2009).
[29] J. Colvin, H. Matsukuma, K. Brown, J. Davis, G. Kemp, K. Koga, N. Tanaka, A. Yogo, Z. Zhang, H. Nishimura, K. Fournier. Phys. Plasmas, 25, 032702(2018).
[30] O. S. Jones, G. E. Kemp, S. H. Langer, B. J. Winjum, R. L. Berger, J. S. Oakdale, M. A. Belyaev, J. Biener, M. M. Biener, D. A. Mariscal, J. L. Milovich, M. Stadermann, P. A. Sterne, S. C. Wilk. Phys. Plasmas, 28, 022709(2021).
[31] V. Bagnoud, B. Aurand, A. Blazevic, S. Borneis, C. Bruske, B. Ecker, U. Eisenbarth, J. Fils, A. Frank, E. Gaul, S. Goette, C. Haefner, T. Hahn, K. Harres, H.-M. Heuck, D. Hochhaus, D. H. H. Hoffmann, D. Javorková, H.-J. Kluge, T. Kuehl, S. Kunzer, M. Kreutz, T. Merz-Mantwill, P. Neumayer, E. Onkels, D. Reemts, O. Rosmej, M. Roth, T. Stoehlker, A. Tauschwitz, B. Zielbauer, D. Zimmer, K. Witte. Appl. Phys. B, 100, 137(2010).
[32] J. Ren, Z. Deng, W. Qi, B. Chen, B. Ma, X. Wang, S. Yin, J. Feng, W. Liu, Z. Xu, D. H. H. Hoffmann, S. Wang, Q. Fan, B. Cui, S. He, Z. Cao, Z. Zhao, L. Cao, Y. Gu, S. Zhu, R. Cheng, X. Zhou, G. Xiao, H. Zhao, Y. Zhang, Z. Zhang, Y. Li, D. Wu, W. Zhou. Nat. Commun., 11, 5157(2020).
[33] X. F. Shen, A. Pukhov, M. M. Günther, O. N. Rosmej. Appl. Phys. Lett., 118, 134102(2021).
[34] O. N. Rosmej, X. F. Shen, A. Pukhov, L. Antonelli, F. Barbato, M. Gyrdymov, M. M. Günther, S. Zähter, V. S. Popov, N. G. Borisenko, N. E. Andreev. Matter Radiat. Extremes, 6, 048401(2021).
[35] J. Cikhardt, M. Gyrdymov, S. Zähter, P. Tavana, M. M. Günther, N. Bukharskii, N. Borisenko, J. Jacoby, X. F. Shen, A. Pukhov, N. E. Andreev, O. N. Rosmej. Matter Radiat. Extremes, 9, 027201(2024).
[36] M. Gyrdymov, J. Cikhardt, P. Tavana, N. G. Borisenko, S. Yu. Gus'kov, R. A. Yakhin, G. A. Vegunova, W. Wei, J. Ren, Y. Zhao, D. H. H. Hoffmann, Z. Deng, W. Zhou, R. Cheng, J. Yang, J. Novotny, X. Shen, A. Pukhov, J. Jacoby, C. Spielmann, V. S. Popov, M. E. Veysman, N. E. Andreev, O. N. Rosmej. Sci. Rep., 14, 14785(2024).
[37] M. M. Günther, O. N. Rosmej, P. Tavana, M. Gyrdymov, A. Skobliakov, A. Kantsyrev, S. Zähter, N. G. Borisenko, A. Pukhov, N. E. Andreev. Nat. Commun., 13, 170(2022).
[38] P. Tavana, N. Bukharskii, M. Gyrdymov, U. Spillmann, Ş. Zähter, J. Cikhardt, N. G. Borisenko, Ph. Korneev, J. Jacoby, C. Spielmann, N. E. Andreev, M. M. Günther, O. N. Rosmej. Front. Phys., 11(2023).
[39] S. Yu. Gus'kov, V. B. Rozanov. Quantum Electron., 27, 696(1997).
[40] G. A. Vergunova, V. B. Rosanov, O. B. Denisov, N. Yu. Orlov, O. N. Rosmej. Plasma Emission, 39, 755(2013).
[41] T. Bonnet, M. Comet, D. Denis-Petit, F. Gobet, F. Hannachi, M. Tarisien, M. Versteegen, M. M. Aléonard. Rev. Sci. Instrum., 84, 103510(2013).
[42] S. Yu. Gus’kov, R. A. Yakhin. Matter Radiat. Extremes, 9, 016601(2024).
[43] S. Yu. Gus'kov, M. Cipriani, R. De Angelis, F. Consoli, A. A. Rupasov, P. Andreoli, G. Cristofari, G. Di Giorgio. Plasma Phys. Control. Fusion, 57, 125004(2015).
[44] S. Yu. Gus’kov, R. A. Yakhin. Phys. Plasmas, 30, 062709(2023).
[45] V. B. Rozanov, G. A. Vergunova. J. Exp. Theor. Phys., 121, 747(2015).
[46] J. Denavit, D. W. Phillion. Phys. Plasmas, 1, 1971(1994).
[47] S. Yu. Gus’kov, P. A. Kuchugov, R. A. Yakhin. Phys. Plasmas, 28, 092108(2021).
[48] A. Pukhov. J. Plasma Phys., 61, 425(1999).
[49] C. E. Max, J. Arons, A. B. Langdon. Phys. Rev. Lett., 33, 209(1974).
[50] A. Pukhov, J. Meyer-ter-Vehn. Phys. Rev. Lett., 76, 3975(1996).
[51] M. Borghesi, A. J. MacKinnon, L. Barringer, R. Gaillard, L. A. Gizzi, C. Meyer, O. Willi, A. Pukhov, J. Meyer-ter-Vehn. Phys. Rev. Lett., 78, 879(1997).
[52] R. Babjak, B. Martinez, M. Krus, M. Vranic. New J. Phys, 26, 093002(2024).
[53] D. R. Rusby, A. J. Kemp, S. C. Wilks, K. G. Miller, M. Sherlock, H. Chen, R. A. Simpson, D. A. Mariscal, K. Swanson, B. Z. Djordjevi, A. J. Link, G. J. Williams, A. J. Mackinnon. Phys. Plasmas, 31, 040503(2024).
[54] R. Babjak, L. Willingale, A. Arefiev, M. Vranic. Phys. Rev. Lett., 132, 125001(2024).
[55] A. B. Borisov, O. B. Shiryaev, A. McPherson, K. Boyer, C. K. Rhodes. Plasma Phys. Control. Fusion, 37, 569(1995).
[56] T. W. Huang, C. T. Zhou, A. P. L. Robinson, B. Qiao, H. Zhang, S. Z. Wu, H. B. Zhuo, P. A. Norreys, X. T. He. Phys. Rev. E, 92, 053106(2015).
[57] X. F. Shen, A. Pukhov, O. N. Rosmej, N. E. Andreev. Phys. Rev. Appl., 18, 064091(2022).
[58] H. Tang, K. Tangtartharakul, R. Babjak, I.-L. Yeh, F. Albert, H. Chen, P. T. Campbell, Y. Ma, P. M. Nilson, B. K. Russell, J. L. Shaw, A. G. R. Thomas, M. Vranic, A. V. Arefiev, L. Willingale. New J. Phys., 26, 053010(2024).
Get Citation
Copy Citation Text
Olga N. Rosmej, Mikhail Gyrdymov, Nikolay E. Andreev, Parysatis Tavana, Vyacheslav Popov, Nataliya G. Borisenko, Alexandr I. Gromov, Sergey Yu. Gus’kov, Rafael Yakhin, Galina A. Vegunova, Nikolai Bukharskii, Philipp Korneev, Jakub Cikhardt, Sero Zähter, Sebastian Busch, Joachim Jacoby, Vladimir G. Pimenov, Christian Spielmann, Alexander Pukhov. Advanced plasma target from pre-ionized low-density foam for effective and robust direct laser acceleration of electrons[J]. High Power Laser Science and Engineering, 2025, 13(1): 010000e3
Category: Research Articles
Received: Jul. 23, 2024
Accepted: Nov. 18, 2024
Posted: Nov. 20, 2024
Published Online: Feb. 26, 2025
The Author Email: Olga N. Rosmej (o.rosmej@gsi.de)