オメガ拡張パフォーマンスレーザーシステムのプラズマミラー能力のデモンストレーション

オメガEP施設向けにプラズマミラープラットフォームが開発され、ビームをリダイレクトするために、より柔軟な実験的構成と、将来レーザーコントラストを改善するために使用できるプラットフォームが可能になりました。プラズマミラーは、22.5°の入射角で厚さ12.5μmのcu箔に短いパルス焦点焦点ビームを反射し、ブレムスストラリングとKαx光線を生成し、イオンと相対論的電子を加速しました。これらの二次ソースを測定することにより、統合された反射率と光学品質のプラズマミラーキーパフォーマンスメトリックが推測されます。5±2 ps、310 jレーザーパルスの場合、プラズマミラーの統合反射率は1670 j cm-2の動作中のフルエンスで62±13％であり、結果として生じる短いパルス駆動粒子加速とX線がX線であることが示されています。生成は、ターゲット強度が3.1×1018 W cm-2であることを示しています。これは、プラズマ後のミラーインタラクションビームの光学品質を示しています。セカンダリソーススケーリングからプラズマミラー性能メトリックを導き出すことにより、プラズマミラーがオメガ-EPシステムを使用して短いパルス粒子加速と高エネルギー光子生成実験で採用する準備ができていることが同時に実証されました。

A plasma mirror platform was developed for the OMEGA-EP facility to redirect beams, thus enabling more flexible experimental configurations as well as a platform that can be used in the future to improve laser contrast. The plasma mirror reflected a short pulse focusing beam at 22.5° angle of incidence onto a 12.5 μm thick Cu foil, generating Bremsstrahlung and kα x rays, and accelerating ions and relativistic electrons. By measuring these secondary sources, the plasma mirror key performance metrics of integrated reflectivity and optical quality are inferred. It is shown that for a 5 ± 2 ps, 310 J laser pulse, the plasma mirror integrated reflectivity was 62 ± 13% at an operating fluence of 1670 J cm-2, and that the resultant short pulse driven particle acceleration and x-ray generation indicate that the on target intensity was 3.1 × 1018 W cm-2, which is indicative of a good post-plasma mirror interaction beam optical quality. By deriving the plasma mirror performance metrics from the secondary source scalings, it was simultaneously demonstrated that the plasma mirror is ready for adoption in short pulse particle acceleration and high energy photon generation experiments using the OMEGA-EP system.