We have demonstrated the promising radiation pressure acceleration (RPA) mechanism of laser-driven ion acceleration at currently achievable laser and target parameters through a large number of two-dimensional particle-in-cell simulations and experiments. High-density monoenergetic ion beams with unprecedented qualities such as narrow-peaked spectrum, lower-divergence and faster energy-scaling are obtained, compared with the conventional target normal sheath acceleration. The key condition for stable RPA from thin foils by intense circularly polarized lasers has been identified, under which the stable RPA regime can be extended from ultrahigh intensities >1022 W cm−2 to a currently accessible range 1020–1021 W cm−2. The dependences of the RPA mechanism on laser polarization, intensity and on the target composition and areal density have been studied.
我々は、現在達成可能なレーザーおよびターゲットパラメータにおいて、レーザー駆動イオン加速の有望な放射圧加速（RPA）メカニズムを、多数の二次元パーティクルインセルシミュレーションと実験を通じて実証した。従来のターゲット法線シース加速と比較して、狭いピークスペクトル、低発散、より高速なエネルギー増加といった前例のない特性を有する高密度単色イオンビームが得られた。強力な円偏光レーザーによる薄膜ターゲットからの安定したRPAの鍵となる条件を特定し、この条件下で安定したRPA領域を超高強度（>10²² W cm⁻²）から現在達成可能な範囲（10²⁰–10²¹ W cm⁻²）へ拡張できることを示した。さらに、RPAメカニズムのレーザー偏光、強度、ならびにターゲットの組成と面密度への依存性を調査した。