The Effect of laser pulse incidence angle on the proton acceleration from a double-layer target

ダブルレイヤーターゲットを用いたプロトン加速におけるレーザーパルス斜め入射の効果

守田 利昌; Esirkepov, T. Z.; Koga, J. K.; 山極 満; Bulanov, S. V.

Morita, Toshimasa; Esirkepov, T. Z.; Koga, J. K.; Yamagiwa, Mitsuru; Bulanov, S. V.

レーザー加速による高品質プロトン生成において、レーザーをダブルレイヤーターゲットへ斜め入射した場合における、理論と3次元PICシミュレーションの結果を示す。ダブルレイヤーターゲットは、重い原子核からなる物質の表面に、狭い領域に薄く塗布された水素で構成されている。生成プロトンのエネルギーは、あるレーザー入射角度で最大となり、そのエネルギーは垂直入射の場合より大きな値となる。生成プロトンの方向は、ターゲットの垂直方向に対しある角度を有しており、その角度はレーザー入射角度と生成プロトンのエネルギー値で求められることを示す。

We investigate theoretically and with three dimensional particle-in-cell simulations high quality laser proton acceleration for the oblique incidence of a high intensity laser pulse on a double-layer target. The double-layer target is composed of a high-Z ion layer coated by a thin and narrow hydrogen patch. The highest proton energy gain is achieved at a certain incidence angle at which the fast proton maximum energy is much greater than the case of normal incidence. The fast protons form a tilted bunch which propagates at some angle with the respect to the normal of the target surface, as determined by the proton energy and the incidence angle.