An experimental investigation of low- and medium-mass ion acceleration from resistively heated thin foil targets, irradiated by picosecond laser pulses at intensities up to 5 × 1020 W cm−2, is reported. It is found that the spectral distributions of ions, up to multi-MeV/nucleon energies, accelerated from the rear surface of the target are broadly consistent with previously reported measurements made at intensities up to 5 × 1019 W cm−2. Properties of the backward-directed beams of ions accelerated from the target front surface are also measured, and it is found that, compared with the rear surface, higher ion numbers and charges, and similar ion energies are produced. Additionally, the scaling of the maximum ion energy as a function of ion charge and laser intensity are measured and compared with the predictions of a numerical model.
低質量および中質量イオンの加速に関する実験的調査について報告する。これは、ピコ秒レーザーパルスを最大5×10^20 W cm^-2の強度で薄いフォイルターゲットに照射し、抵抗加熱による加速を調べたものである。ターゲットの後面から加速された、最大数MeV/nucleonのエネルギーを持つイオンのスペクトル分布は、最大5×10^19 W cm^-2の強度で行われた既報の測定結果と概ね一致することが見出された。また、ターゲットの前面から後方へ向かうイオンビームの特性も測定され、後面と比較して、より高いイオン数と電荷、および同程度のイオンエネルギーが得られることが判明した。さらに、最大イオンエネルギーのレーザー強度およびイオン電荷に対するスケーリング則を測定し、数値モデルによる予測と比較した。