In this paper, a reflective optical pump-probe technique for laser-driven plasmas at solid density target surfaces is presented. The technique is termed high depth-of-field time-resolved microscopy and it exploits the angular redistribution of the probe beam intensity after the probe's reflection from an expanded and hence non-planar iso-density surface in the plasma. The main application of the robust technique, which uses simple imaging of the probe beam, is the spatio-temporal resolution of the plasma formation and expansion at the target rear surface. Analytic and numerical modeling of the experimental setup are applied for the analysis of the experimental results. The relevance and potential of the optical plasma probing method is highlighted by the application to targets of different geometries, helping to understand the target shape-related differences in the ion acceleration performance.
本論文では、固体密度ターゲット表面におけるレーザー駆動プラズマのための反射型ポンプ-プローブ技術を提示する。本技術は高被写界深度時間分解顕微法と称され、プローブビームが膨張した非平面等密度面から反射した後のプローブビーム強度の角度再分布を利用するものである。プローブビームの単純な結像を用いる本堅牢な技術の主な応用は、ターゲット裏面におけるプラズマ生成と膨張の時空間分解である。実験セットアップの解析的・数値的モデリングを実験結果の解析に適用する。本光学プラズマプローブ法の有用性と可能性は、異なる形状のターゲットへの適用によって示され、イオン加速性能におけるターゲット形状に関連する差異の理解に貢献する。