We report on the development of foam-based double-layer targets (DLTs) for laser-driven ion acceleration. Foam layers with a density of a few mg cm−3 and controlled thickness in the 8–36 μm range were grown on μm-thick Al foils by pulsed laser deposition (PLD). The DLTs were experimentally investigated by varying the pulse intensity, laser polarisation and target properties. Comparing DLTs with simple Al foils, we observed a systematic enhancement of the maximum and average energies and number of accelerated ions. Maximum energies up to 30 MeV for protons and 130 MeV for C6+ ions were detected. Dedicated three-dimensional particle-in-cell (3D-PIC) simulations were performed considering both uniform and cluster-assembled foams to interpret the effect of the foam nanostructure on the acceleration process.
我々は、レーザー駆動イオン加速のためのフォームベース二層ターゲット（DLT）の開発について報告する。数mg cm−3の密度と8–36 μm範囲の制御された厚さを有するフォーム層を、パルスレーザー堆積（PLD）によりμm厚のAlフォイル上に成長させた。DLTを、パルス強度、レーザー偏光、およびターゲット特性を変化させて実験的に調査した。DLTを単純なAlフォイルと比較すると、最大エネルギー、平均エネルギー、および加速イオン数の系統的な増強が観察された。陽子については最大30 MeV、C6+イオンについては最大130 MeVのエネルギーが検出された。フォームのナノ構造が加速過程に及ぼす影響を解釈するために、均一フォームとクラスター集合フォームの両方を考慮した専用の三次元パーティクルインセル（3D-PIC）シミュレーションを実施した。