اثر پیش‌پالس لیزر بر پارامترهای هدف در رهیافت شتاب‌دهی tnsa

وجود پیش‌پالس لیزری با شدت‌های کم (کمتر از13 ^10^wcm^-2 با پهنای زمانی نانوثانیه و شدت‌های کمتر از17 ^10^wcm^-2 با پهنای زمانی پیکوثانیه) یک مسئله اساسی در آزمایش‌های شتاب‌دهی لیزری پروتون می‌باشد، که اغلب پارامترهای باریکه پروتون تولید شده توسط لیزرهای با شدت بالا را تغییر می‌دهد. با توجه به اندازه دامنه شدت پیش‌پالس و ضخامت هدف، اثرات متعددی ممکن است اتفاق بیفتد. در این کار به منظور نزدیک شدن به نتایج واقعی به طور خاص برای پارامترهای پیش‌پالس مجموعه لیزری atlas؛ شامل یک پیش‌پالس 20 پیکوثانیه‌ای، و برای ضخامت‌های مختلف هدف (از 0/12 -1 میکرومتر) شبیه‌سازی‌های هیدرودینامیکی با کد سیالی انجام و پارامترهای هدف در انتهای زمان اعمال پیش‌پالس از کد سیالی استخراج شده است. بر اساس نتایج به دست آمده برای این شرایط معین از پیش‌پالس، ضخامت 0/25 میکرومتر برای برهم‌کنش پالس اصلی با هدف بهینه می‌باشد. در ضخامت‌های کوچک‌تر، نمایه چگالی در سطح پشتی هدف به هم می‌خورد و این موجب کاهش بازدهی شتاب‌دهی خواهد شد.

the effect of laser prepulse on the target parameters in tnsa experiments

low-intensity laser prepulse (<10^13 w cm^−2, nanosecond duration and <10^17 w cm^−2, picosecond duration) significantly impact experiments on laser-induced proton generation, often constraining the performance of proton sources from high-intensity lasers. depending on the intensity regime and target thickness, various effects can result from the prepulse. this study focuses on hydrodynamic simulations using a fluid code to replicate real-world conditions, specifically targeting the prepulse parameters of the atlas laser facility (including a 20-picosecond duration) across different target thicknesses (1-0.12 μm). the simulations extract target parameters at the end of the prepulse phase. for these specific prepulse conditions, the results indicate that a target thickness of 0.25 μm optimizes the interaction with the main laser pulse. thinner targets exhibit altered density profiles on the rear surface, thereby reducing acceleration efficiency.