The source of ions accelerated from high-intensity laser interactions with thin foil targets is investigated by coating a deuterated plastic layer either on the front, rear or both surfaces of thin foil targets. The originating surface of the deuterons is therefore known and this method is used to assess the relative source contributions and maximum energies using a Thomson parabola spectrometer to obtain high-resolution light-ion spectra. Under these experimental conditions, laser intensity of (0.5–2.5) × 1019 W cm−2, pulse duration of 400 fs and target thickness of 6–13 µm, deuterons originating from the front surface can gain comparable maximum energies as those from the rear surface and spectra from either side can deviate from Maxwellian. Two-dimensional particle-in-cell simulations model the acceleration and show that any presence of a proton rich contamination layer over the surface is detrimental to the deuteron acceleration from the rear surface, whereas it is likely to be less influential on the front side acceleration mechanism.
高強度レーザーと薄膜ターゲットとの相互作用から加速されるイオンの起源を、重水素化プラスチック層を薄膜ターゲットの前面、後面、または両面にコーティングすることによって調査する。したがって、重陽子の起源面は既知であり、この手法を用いて、トムソンパラボラ分光器による高分解能軽イオンスペクトルの取得を通じて、相対的な起源の寄与と最大エネルギーを評価する。これらの実験条件下、すなわちレーザー強度(0.5–2.5) × 10¹⁹ W cm⁻²、パルス幅400 fs、ターゲット厚6–13 µmにおいて、前面から発生する重陽子は後面から発生するものと同等の最大エネルギーを得ることができ、いずれの面からのスペクトルもマクスウェル分布から逸脱し得る。二次元パーティクルインセルシミュレーションが加速をモデル化し、表面に陽子リッチな汚染層が存在することは後面からの重陽子加速に有害である一方、前面側の加速機構には影響が少ない可能性が高いことを示す。