The production of high-energy protons by the 'hole-boring' radiation pressure acceleration (HB-RPA) mechanism of laser-driven ion acceleration is examined in the case where the plasma has a density less than a0nc in 2D. Previously this was examined in 1D (Robinson 2011 Phys. Plasmas18 056701) and was motivated by previous predictions of the non-linear criterion for an ultra-intense laser pulse to penetrate a dense plasma. By reducing the density well below a0nc the proton energies achieved increases considerably, thus leading to proton energies >100 MeV at laser intensities close to current capabilities. The results show that good quality proton beams with proton energies >100 MeV can be obtained via HB-RPA using targets with densities in the range 12–20nc and laser intensities in the range 5 × 1021–3 × 1022 W cm−2.
レーザー駆動イオン加速における「ホールボーリング」放射圧加速（HB-RPA）機構による高エネルギー陽子の生成を、プラズマ密度が2Dにおいてa0nc未満である場合について調べた。従来、これは1Dで調べられており（Robinson 2011 Phys. Plasmas 18 056703）、超高強度レーザーパルスが高密度プラズマを貫通するための非線形条件のこれまでの予測に動機づけられたものである。密度をa0ncより十分に低くすることで、陽子エネルギーは大幅に増加し、その結果、現在のレーザー強度に近い条件で100 MeVを超える陽子エネルギーが達成された。これらの結果は、密度12–20nc、レーザー強度5×10^21–3×10^22 W cm^−2の範囲のターゲットを用いたHB-RPAにより、100 MeVを超える陽子エネルギーの高品質陽子ビームが得られることを示している。