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Laser. Target. Initial ionization. Ionization potential. Critical E field. Ref. Hegelich nature439 441 (2006) C 5+ ~10^19W Matthew PRL 93 265004 (2004) I=8*10^19 Au11+ Henig PRL 103 245003 (2009) I=5*10^19 C6+. dx=4nm. dx=2nm. C6+, a 0 =8.8. dx=1nm. Si12+N6+, a 0 =8.8. dx=0.5nm.

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Presentation Transcript

  1. Laser

  2. Target

  3. Initial ionization Ionization potential Critical E field

  4. Ref • Hegelich nature439 441 (2006) • C5+ ~10^19W • Matthew PRL 93 265004 (2004) • I=8*10^19 Au11+ • Henig PRL 103 245003 (2009) • I=5*10^19 C6+

  5. dx=4nm dx=2nm C6+, a0=8.8 dx=1nm Si12+N6+, a0=8.8 dx=0.5nm Au11+, a0=8.8 C6+, a0=4.7 Si12+N6+, a0=4.7 Au11+, a0=4.7 C6+, T=0[eV]

  6. Result t=660fs t=528fs 시뮬레이션과 실험간에 경향이 맞지 않음 시뮬레이션: optimum 30nm. Monoenergetic distribution 실험: optimum 300nm~2um 정도로 추정. Thermal distribution

  7. C6+

  8. Au11+

  9. Si12+N6+

  10. C6+

  11. Au11+

  12. Si12+N6+

  13. 1D preplasma setup • Ref: A. A. Andreev POP 16, 013103 (2009) From the hydro-code calculation for Al density lf ni0 square plasma nmax pre plasma lfr lr fposition

  14. Initial pre-plasma profile Initial pre-plasma profile Initial pre-plasma profile(log scale) 1um C:1um lfr:4um C:30nm lfr:4um 700nm laser H:10nm lfr:10um 500nm H:10nm lfr:4um 300nm 100nm 30nm x [um] C6+, T=1eV, preplasma, H의 lfr=4um 100nm 300nm 500nm C5+, T=2eV, preplasma, H의 lfr=10um 30nm 700nm 1um Max proton energy [MeV] Ex field C5+, T=2eV, preplasma, H의 lfr=10um C6+, T=1keV, square plasma C5+, T=1eV, preplasma, H의 lfr=10um Maximum density x [um] Thickness [um]

  15. T=2eV, C6+cs=4e3m/s (lfc6+=4um), Hcs=10e3m/s (lfH=10um) 132fs 264fs 396fs 528fs 100nm 30nm 300nm particles Energy [MeV] Energy [MeV] Energy [MeV] 1um 700nm 500nm particles Energy [MeV] Energy [MeV] Energy [MeV]

  16. T=1eV, C6+cs=2e3m/s (lfc6+=2um), Hcs=4e3m/s (lfH=4um) 132fs 264fs 396fs 528fs 100nm 30nm 300nm particles Energy [MeV] Energy [MeV] Energy [MeV] 1um 700nm 500nm particles Energy [MeV] Energy [MeV] Energy [MeV]

  17. Initial pre-plasma. thickness > 2um Initial preplasma for lf=5um 주어진 조건에서 ni>nmax가 되면 타겟 전면에만 pre-plasma형성된다고 가정해봄. 그러면 타겟 뒷면의 수소층도 퍼지지 않고 붙어있다고 가정. 시뮬레이션 중.

  18. 논문대로 Al 에 관한 시뮬레이션을 해보아야 할 듯. → • Prepulse에 의해 proton이 어떻게 ion과 혼재하는지 아직 잘 모르겠음.→ ion이 퍼진 만큼 proton도 퍼졌다고 가정 • Preplasma분포식이 Al 에 관한 것이고 또 근사식이기 때문에 부정확함. • 두께 30nm에서 에너지가 증가하는 경우가 있는데 계산오차인지 왜 그런지는 아직 모름 → 현재 설정된 밀도가 너무 높은 것으로 생각됨 • 30nm 시뮬레이션을 빼면, preplasma에 의해 최적 타겟 두께가 변함

  19. H position 나중 밀도 초기 밀도 H가 이온과 같이 분포할 때(a) H C 나중 밀도 초기 밀도 H가 이온 표면에만 분포할 때(b) C H C H H에너지분포 H에너지분포 H에너지분포 (a) (b) Au11+ Si11+N5+ C5+

  20. lfr=2um C5+ Au11+ Si11+N5+

  21. Target PRL 93, 265004 (2004) gold X-ray photoemission spectroscopy로 표면의 H 측정 Gold의 경우 표면에만 존재 Nature 439|26 (2006) Pd의 경우 H가 내부에도 존재 PRE 77, 016403 (2008) C 의 경우 H가 내부에도 존재 PRL 91, 215001 (2003) Ta 의 경우 H가 표면에만 존재 Lasersand Electro-Optics, 2007 Mylar 는 H를 30% 함유 Si3N4는 H가 표면에 존재 PRE 103, 045002 (2009) C 의 경우 H가 내부에도 존재 주로 금속은 표면에, 부도체는 내부에 H 존재

  22. Hegelich_nature(2006) Mackinnon _PRL(2002) S.C.Wilks_POP(2001) TNSA LEE.K_POP(2009) 10nm 100nm 1μm RPDA LEE.H.J_POP(2004) T.Okada_PRE(2006) T.P.Yu_POP(2009) T.Esirkepov_PRL(2004) W.P.Wang_POP(2011) Target thickness Xeu-Ren-Hong POP(2010) T.P YuLAPB(2009) F.Wang_POP(2009) Andreev_POP (2009) B.Qiao_PRL(2009) M.Chen_PRL(2009) A. Macchi NJP(2010) Bulanov_PRE(2008) B.Qiao_PRL(2012) C.K.Huang_PRST(2011) L.Yin_POP(2007) Henig_PRL(2009) B.Qiao_PRL(2010) Laser intensity 2D Simulation only

  23. Preplasma length C: 2um H: 2um C: 4um H: 4um C: 4um H: 4um 0.1n C: 2.8um H: 2.8um C: 8.9um H: 9.7um C: 4um H: 9.7um 초기 밀도가 315nc -> 31.5nc로 바뀌면 타겟 두께 30nm에서 얻어지는 H의 에너지가 가장 낮다.

  24. 2D simulation X=20um, Y=40um dx=2nm, dy=6nm Nx,Ny=10000x6666 np2c=5/species 128core 1weak 252fs 2d laser 1d 45˚

  25. Numerical heating n=1e29 np2c=100 n=1e29 np2c=10 particle energy n=1e28 n=1e15~1e21 n=1e27 n=1e24 Time

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