研究目的
利用超音速H2气体射流靶和高功率红外激光脉冲研究质子加速至高达6 MeV的能量。
研究成果
使用超音速H2气体射流靶观察到质子被加速至高达6 MeV的能量。实验结果通过等离子体流体动力学和PIC模拟代码成功解释，确定激光束在等离子体低密度区域的自我聚焦与自通道效应，以及钻孔过程中的无碰撞激波为关键机制。
研究不足
该研究的局限性在于利用超音速气体射流为高能近红外激光产生所需等离子体密度时存在技术难题。激波峰的确切位置和强度取决于ASE持续时间，而本实验中并未对此进行精确测量。
1：实验设计与方法选择：
该实验通过将高功率红外激光聚焦于超音速氢气射流靶来研究质子加速。研究方法包括等离子体流体动力学和粒子模拟（PIC）以理解加速机制。
2：样本选择与数据来源：
使用由1000巴Haskel气体增压器驱动、连接Clark-Cooper电磁阀及收敛-扩张锥形喷嘴产生的超音速氢气射流靶。
3：实验设备与材料清单：
采用波长1053纳米、脉宽1皮秒、能量60焦耳的PICO2000激光束聚焦于气体射流。使用四台配备成像板探测器的汤姆逊抛物线谱仪来检测和分辨加速离子。
4：实验流程与操作规范：
激光聚焦于距喷嘴出口400微米处的射流。通过腔室内设置的底部和侧向观测系统实现气体射流靶的准直。
5：数据分析方法：
利用成像板探测器对质子的响应函数分析质子能谱，并在AIFIRA加速器设施上进行能量校准。
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获取完整内容-
PICO2000 laser
LULI
Used to focus on the gas jet for proton acceleration experiments.
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Thomson Parabolas
Used to detect and resolve the accelerated ions in charge and energy.
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Imaging Plate detectors
BAS-TR and BAS-MS
Fuji Photo-Film Co. Ltd.
Used to detect the accelerated ions.
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Haskel gas booster
Used to generate supersonic H2 gas-jet targets.
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Clark-Cooper solenoid valve
Used in conjunction with the Haskel gas booster to generate supersonic H2 gas-jet targets.
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Convergent-divergent conical nozzle
Used to generate supersonic H2 gas-jet targets.
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