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An automated, 0.5 Hz nano-foil target positioning system for intense laser plasma experiments

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Abstract

We report on a target system supporting automated positioning of nano-targets with a precision resolution of $4~\unicode[STIX]{x03BC}\text{m}$ in three dimensions. It relies on a confocal distance sensor and a microscope. The system has been commissioned to position nanometer targets with 1 Hz repetition rate. Integrating our prototype into the table-top ATLAS 300 TW-laser system at the Laboratory for Extreme Photonics in Garching, we demonstrate the operation of a 0.5 Hz laser-driven proton source with a shot-to-shot variation of the maximum energy about 27% for a level of confidence of 0.95. The reason of laser shooting experiments operated at 0.5 Hz rather than 1 Hz is because the synchronization between the nano-foil target positioning system and the laser trigger needs to improve.

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DOI:10.1017/hpl.2017.10

基金项目:The work was supported by the DFG Cluster of Excellence Munich-Centre for Advanced Photonics (MAP), the Centre for Advanced Laser Applications and China Scholarship (no. 201508080084).

收稿日期:2016-11-02

录用日期:2017-01-15

网络出版日期:2017-04-18

作者单位    点击查看

Ying Gao:Lehrstuhl für Medizinphysik, Fakult?t für Physik, Ludwig-Maximilians-Universit?t München, Am Coulombwall 1, D-85748, Garching, Germany
Jianhui Bin:Lehrstuhl für Medizinphysik, Fakult?t für Physik, Ludwig-Maximilians-Universit?t München, Am Coulombwall 1, D-85748, Garching, GermanyMax-Planck-Institut für Quantenoptik, D-85748 Garching, Germany
Daniel Haffa:Lehrstuhl für Medizinphysik, Fakult?t für Physik, Ludwig-Maximilians-Universit?t München, Am Coulombwall 1, D-85748, Garching, Germany
Christian Kreuzer:Lehrstuhl für Medizinphysik, Fakult?t für Physik, Ludwig-Maximilians-Universit?t München, Am Coulombwall 1, D-85748, Garching, Germany
Jens Hartmann:Lehrstuhl für Medizinphysik, Fakult?t für Physik, Ludwig-Maximilians-Universit?t München, Am Coulombwall 1, D-85748, Garching, Germany
Martin Speicher:Lehrstuhl für Medizinphysik, Fakult?t für Physik, Ludwig-Maximilians-Universit?t München, Am Coulombwall 1, D-85748, Garching, Germany
Florian H. Lindner:Lehrstuhl für Medizinphysik, Fakult?t für Physik, Ludwig-Maximilians-Universit?t München, Am Coulombwall 1, D-85748, Garching, Germany
Tobias M. Ostermayr:Lehrstuhl für Medizinphysik, Fakult?t für Physik, Ludwig-Maximilians-Universit?t München, Am Coulombwall 1, D-85748, Garching, GermanyMax-Planck-Institut für Quantenoptik, D-85748 Garching, Germany
Peter Hilz:Lehrstuhl für Medizinphysik, Fakult?t für Physik, Ludwig-Maximilians-Universit?t München, Am Coulombwall 1, D-85748, Garching, Germany
Thomas F. R?sch:Lehrstuhl für Medizinphysik, Fakult?t für Physik, Ludwig-Maximilians-Universit?t München, Am Coulombwall 1, D-85748, Garching, Germany
Sebastian Lehrack:Lehrstuhl für Medizinphysik, Fakult?t für Physik, Ludwig-Maximilians-Universit?t München, Am Coulombwall 1, D-85748, Garching, Germany
Franz Englbrecht:Lehrstuhl für Medizinphysik, Fakult?t für Physik, Ludwig-Maximilians-Universit?t München, Am Coulombwall 1, D-85748, Garching, Germany
Sebastian Seuferling:Lehrstuhl für Medizinphysik, Fakult?t für Physik, Ludwig-Maximilians-Universit?t München, Am Coulombwall 1, D-85748, Garching, Germany
Max Gilljohann:Lehrstuhl für Medizinphysik, Fakult?t für Physik, Ludwig-Maximilians-Universit?t München, Am Coulombwall 1, D-85748, Garching, GermanyMax-Planck-Institut für Quantenoptik, D-85748 Garching, Germany
Hao Ding:Lehrstuhl für Medizinphysik, Fakult?t für Physik, Ludwig-Maximilians-Universit?t München, Am Coulombwall 1, D-85748, Garching, GermanyMax-Planck-Institut für Quantenoptik, D-85748 Garching, Germany
Wenjun Ma:Peking University, Beijing 100871, PR China
Katia Parodi:Lehrstuhl für Medizinphysik, Fakult?t für Physik, Ludwig-Maximilians-Universit?t München, Am Coulombwall 1, D-85748, Garching, Germany
J?rg Schreiber:Lehrstuhl für Medizinphysik, Fakult?t für Physik, Ludwig-Maximilians-Universit?t München, Am Coulombwall 1, D-85748, Garching, GermanyMax-Planck-Institut für Quantenoptik, D-85748 Garching, Germany

联系人作者:Jianhui Bin(Jianhui.Bin@physik.uni-muenchen.de)

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【22】S.Seuferling,M. A. O.Haug,P.Hilz,D.Haffa,C.Kreuzer,?and J.Schreiber, e8 (2017).

引用该论文

Ying Gao, Jianhui Bin, Daniel Haffa, Christian Kreuzer, Jens Hartmann, Martin Speicher, Florian H. Lindner, Tobias M. Ostermayr, Peter Hilz, Thomas F. R?sch, Sebastian Lehrack, Franz Englbrecht, Sebastian Seuferling, Max Gilljohann, Hao Ding, Wenjun Ma, Katia Parodi, and J?rg Schreiber, "An automated, 0.5 Hz nano-foil target positioning system for intense laser plasma experiments," High Power Laser Science and Engineering 5(2), e12 (2017)

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