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Ion acceleration with high-intensity lasers and application to isochoric heating - 12/06/09

Doi : 10.1016/j.crhy.2009.03.005 
Erik Lefebvre , Michaël Carrié, Rachel Nuter
CEA, DAM, DIF, Bruyères-le-Châtel, 91297 Arpajon cedex, France 

Corresponding author.

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Abstract

Very nonlinear mechanisms are at play in the acceleration of ions with high-intensity laser pulses, and the properties of the resulting particle beams depend on many parameters. We first explore, in this article, the dependence on the target density profile and on the laser pulse duration. We next show numerically that using targets on which thin, low-density proton layers are deposited, it should be possible to produce proton beams suitable for heating a solid aluminum target to the GJ/kg level over a depth of several micrometers. To cite this article: E. Lefebvre et al., C. R. Physique 10 (2009).

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Résumé

L’accélération d’ions à l’aide d’impulsions laser ultra-intenses met en jeu une physique complexe, et les propriétés des faisceaux de particules produits dépendent de nombreux paramètres. Nous explorons tout d’abord dans cet article les dépendances avec le profil de densité de la cible et la durée de l’impulsion laser. Dans un second temps, nous montrons à l’aide de simulations numériques qu’il devrait être possible, en utilisant des cibles sur lesquelles sont déposées des couches minces et peu denses de protons, d’accélérer un faisceau d’ions susceptible de chauffer une cible d’aluminium jusqu’à 1 GJ/kg sur une profondeur de plusieurs micromètres. Pour citer cet article : E. Lefebvre et al., C. R. Physique 10 (2009).

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Ion acceleration, Ultrahigh-intensity lasers, Isochoric heating

Mots-clés : Accélération ionique, Laser ultra-intense, Chauffage isochore


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Vol 10 - N° 2-3

P. 197-206 - mars 2009 Retour au numéro
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  • Dynamic control and enhancement of laser-accelerated protons using multiple laser pulses
  • David C. Carroll, Dimitri Batani, Roger G. Evans, Yannick Glinec, Christian Homann, Rashida Jafer, Satyabrata Kar, Filip Lindau, Olle Lundh, Keith Markey, David Neely, Frank Nürnberg, Anders Persson, Mark N. Quinn, Alex P.L. Robinson, Markus Roth, Claes-Göran Wahlström, Xiaohui Yuan, Matthew Zepf, Paul McKenna
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  • Theory and simulation of ion acceleration with circularly polarized laser pulses
  • Andrea Macchi, Tatiana V. Liseikina, Sara Tuveri, Silvia Veghini

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