We report on an experimental investigation into proton acceleration from the interaction of an intense laser pulse, with an intensity of about 1020 W cm−2, with a thin foil of aluminum, titanium and gold of thickness 2 µm. Protons are accelerated via the TNSA mechanism from the rear surface of the target and, in addition, protons accelerated from the front surface are also detected on the radio chromic films. Hollow proton rings could be seen on the radio chromic films, corresponding to 1–3 MeV protons. The protons from the front surface are driven into the target and directed towards the rear side of the target by the Kilotesla magnetic fields generated from the laser plasma. 2D particle-in-cell simulations predict an increase in the flux of lower energy protons similar to experimental observations and also show strong magnetic field structures in the laser–target interaction region.
我々は、約10²⁰ W cm⁻²の強度を持つ強力なレーザーパルスと、厚さ2 µmのアルミニウム、チタン、金の薄膜との相互作用による陽子加速に関する実験的調査を報告する。陽子は、ターゲットの後面からTNSA機構を介して加速され、さらに、前面から加速された陽子もラジオクロミックフィルム上で検出される。ラジオクロミックフィルム上には、1〜3 MeVの陽子に対応する中空の陽子リングが観察された。前面からの陽子は、レーザープラズマから生成されたキロテスラ規模の磁場によってターゲット内部へと駆動され、後面側へと方向付けられる。2次元粒子インセルシミュレーションは、実験観測と同様に低エネルギー陽子フラックスの増加を予測し、また、レーザーとターゲットの相互作用領域における強い磁場構造を示す。