Relativistic electron acceleration by surface plasma waves excited with high intensity laser pulses

X. M. Zhu; R. Prasad; M. Swantusch; B. Aurand; A. A. Andreev; O. Willi; M. Cerchez

doi:10.1017/hpl.2020.14

[1] A. Macchi, A. Sgattoni, S. Sinigardi, M. Borghesi, M. Passoni. Plasma Phys. Control. Fusion, 55(2013).

[2] S. Steinke, A. Henig, M. Schnürer, T. Sokollik, P. V. Nickles, D. Jung, D. Kiefer, R. Hörlein, J. Schreiber, T. Tajima, X. Q. Yan, M. Hegelich, J. Meyer-ter-Vehn, W. Sandner, D. Habs. Laser Part. Beams, 28, 215(2010).

[3] D. Riley. Plasma Phys. Control. Fusion, 60(2018).

[4] M. Bailly-Grandvaux, J. J. Santos, C. Bellei, P. Forestier-Colleoni, S. Fujioka, L. Giuffrida, J. J. Honrubia, D. Batani, R. Bouillaud, M. Chevrot, J. E. Cross, R. Crowston, S. Dorard, J. L. Dubois, M. Ehret, G. Gregori, S. Hulin, S. Kojima, E. Loyez, J. R. Marques, A. Morace, P. Nicolai, M. Roth, S. Sakata, G. Schaumann, F. Serres, J. Servel, V. T. Tikhonchuk, N. Woolsey, Z. Zhang. Nat. Commun., 9, 102(2018).

[5] U. Teubner, P. Gibbon. Rev. Mod. Phys., 81, 445(2009).

[6] M. Tabak, J. Hammer, M. E. Glinsky, W. L. Kruer, S. C. Wilks, J. Woodworth, E. M. Campbell, M. D. Perry. Phys. Plasmas, 1, 1626(1994).

[7] R. Kodama, P. A. Norreys, K. Mima, A. E. Dangor, R. G. Evans, H. Fujita, Y. Kitagawa, K. Krushelnick, T. Miyakoshi, N. Miyanaga, T. Norimatsu, S. J. Rose, T. Shozaki, K. Shigemori, A. Sunahara, M. Tampo, K. A. Tanaka, Y. Toyama, T. Yamanaka, M. Zepf. Nature, 412, 798(2001).

[8] I. Prencipe, J. Fuchs, S. Pascarelli, D. W. Schumacher, R. B. Stephens, N. B. Alexander, R. Briggs, M. Büscher, M. O. Cernaianu, A. Choukourov, M. D. Marco, A. Erbe, J. Fassbender, G. Fiquet, P. Fitzsimmons, C. Gheorghiu, J. Hund, L. G. Huang, M. Harmand, N. J. Hartley, A. Irman, T. Kluge, Z. Konopkova, S. Kraft, D. Kraus, V. Leca, D. Margarone, J. Metzkes, K. Nagai, W. Nazarov, P. Lutoslawski, D. Papp, M. Passoni, A. Pelka, J. P. Perin, J. Schulz, M. Smid, C. Spindloe, S. Steinke, R. Torchio, C. Vass, T. Wiste, R. Zaffino, K. Zeil, T. T. U. Schramm, T. E. Cowan. High Power Laser Sci. Eng., 5, e17(2017).

[9] M. Cerchez, M. Swantusch, M. Toncian, X. Zhu, R. Prasad, T. Toncian, C. Rödel, O. Jäckel, G. G. Paulus, A. Andreev, O. Willi. Appl. Phys. Lett., 112(2018).

[10] M. Cerchez, A. L. Giesecke, C. Peth, M. Toncian, B. Albertazzi, J. Fuchs, O. Willi, T. Toncian. Phys. Rev. Lett., 110(2013).

[11] A. L. Giesecke, C. Peth, T. Toncian, O. Willi, M. Cerchez. Laser Part. Beams, 37, 12(2019).

[12] A. Sgattoni, L. Fedeli, G. Cantono, T. Ceccotti, A. Macchi. Plasma Phys. Control. Fusion, 58(2016).

[13] A. Macchi. Phys. Plasmas, 25(2018).

[14] L. Fedeli, A. Formenti, L. Cialfi, A. Sgattoni, G. Cantono, M. Passoni. Plasma Phys. Control. Fusion, 60(2018).

[15] J. M. Pitarke, V. M. Silkin, E. V. Chulkov, P. M. Echenique. Rep. Prog. Phys., 70, 1(2007).

[16] M. Stockman. Opt. Express, 19(2011).

[17] L. Fedeli, A. Sgattoni, G. Cantono, D. Garzella, F. Réau, I. Prencipe, M. Passoni, M. Raynaud, M. Kveton, J. Proska, A. Macchi, T. Ceccotti. Phys. Rev. Lett., 116(2016).

[18] C. Riconda, M. Raynaud, T. Vialis, M. Grech. Phys. Plasmas, 22(2015).

[19] S. Kahaly, S. K. Yadav, W. M. Wang, S. Sengupta, Z. M. Sheng, A. Das, P. K. Kaw, G. R. Kumar. Phys. Rev. Lett., 101(2008).

[20] P. K. Kaw, J. B. McBride. Phys. Fluids, 13, 1784(1970).

[21] M. Raynaud, J. Kupersztych, C. Riconda, J. Adam, A. Heron. Phys. Plasmas, 14(2007).

[22] A. Bigongiari, M. Raynaud, C. Riconda, A. Héron. Phys. Plasmas, 20(2013).

[23] G. Cantono, A. Sgattoni, L. Fedeli, D. Garzella, F. Reau, C. Riconda, A. Macchi, T. Ceccotti. Phys. Plasmas, 17(2018).

[24] G. Cantono, L. Fedeli, A. Sgattoni, A. Denoeud, L. Chopineau, F. Reau, T. Ceccotti, A. Macchi. Phys. Rev. Lett., 120(2018).

[25] T. Ceccotti, V. Floquet, A. Sgattoni, A. Bigongiari, O. Klimo, M. Raynaud, C. Riconda, A. Heron, F. Baffigi, L. Labate, L. A. Gizzi, L. Vassura, J. Fuchs, M. Passoni, M. Květon, F. Novotny, M. Possolt, J. Prokůpek, J. Proška, J. Pšikal, L. Štolcová, A. Velyhan, M. Bougeard, P. D’Oliveira, O. Tcherbakoff, F. Réau, P. Martin, A. Macchi. Phys. Rev. Lett., 111(2013).

[26] S. Bagchi, P. P. Kiran, W. M. Wang, Z. M. Sheng, M. K. Bhuyan, M. Krishnamurthy, G. R. Kumar. Phys. Plasmas, 19(2012).

[27] M. Kauranen, A. V. Zayats. Nat. Photonics, 6(2012).

[28] C. Liu, V. Tripathi, X. Shao, T. Liu. Phys. Plasmas, 22(2015).

[29] A. A. Andreev, K. Y. Platonov, R. E. E. Salomaa. Phys. Plasmas, 9, 581(2002).

[30] M. Cerchez, R. Prasad, B. Aurand, A. L. Giesecke, S. Spickermann, S. Brauckmann, E. Aktan, M. Swantusch, M. Toncian, T. Toncian, O. Willi. High Power Laser Sci. Eng., 7, e37(2019).

[31] O. Willi, M. Behmke, L. Gezici, B. Hidding, R. Jung, T. Königstein, A. Pipahl, J. Osterholz, G. Pretzler, A. Pukhov, T. Toncian, M. Toncian, M. Heyer, O. Jäckel, M. Kübel, G. G. Paulus, C. Rödel, H. P. Schlenvoigt, W. Ziegler, M. Büscher, A. Feyt, A. Lehrach, H. Ohm, G. Oswald, N. Raab, M. Ruzzo, M. Seltmann, Q. Zhang. Plasma Phys. Control. Fusion, 51(2009).

[32] F. Ingenito, P. Andreoli, D. Batani, G. Boutoux, M. Cipriani, F. Consoli, G. Cristofari, A. Curcio, R. D. Angeli, G. Di Giorgio, J. Ducret, P. Forestier-Colleoni, S. Hulin, K. Jakubowska, N. Rabhi. J. Instrum., 11(2016).

[33] B. Hidding, G. Pretzler, M. Clever, F. Brandl. Rev. Sci. Instrum., 78(2007).

[34] K. A. Tanaka. Rev. Sci. Instrum., 76(2005).

[35] A. Ricci, A. Jullien, J.-P. Rousseau, Y. Liu, A. Houard, P. Ramirez, D. Papadopoulos, A. Pellegrina, P. Georges, F. Druon, N. Forget, R. Lopez-Martens. Rev. Sci. Instrum., 84(2013).

[36] C. Ziener, P. S. Foster, E. J. Divall, C. J. Hooker, M. H. R. Hutchinson, A. J. Langley, D. Neely. J. Appl. Phys., 93, 768(2003).

[37] B. Dromey, S. Kar, M. Zepf, P. Foster. Rev. Sci. Instrum., 75, 645(2004).

[38] Amplitude Technology, .. http://www.amplitude-technologies.com/

[39] M. Behmke, D. an der Bruegge, C. Rödel, M. Cerchez, D. Hemmers, M. Heyer, O. Jäckel, M. Kübel, G. G. Paulus, G. Pretzler, A. Pukhov, M. Toncian, T. Toncian, O. Willi. Phys. Rev. Lett., 106(2011).

[40] M. Chen, Z.-M. Sheng, J. Zhang. Phys. Plasmas, 13(2006).

[41] M. Thevenet, A. Leblanc, S. Kahaly, H. Vincenti, A. Vernier, F. Quere, J. Faure. Nat. Phys., 12, 355(2016).

[42] Y. T. Li, X. H. Yuan, M. H. Xu, Z. Y. Zheng, Z. M. Sheng, M. Chen, Y. Y. Ma, W. X. Liang, Q. Z. Yu, Y. Zhang, F. Liu, Z. H. Wang, Z. Y. Wei, W. Zhao, Z. Jin, J. Zhang. Phys. Rev. Lett., 96(2006).

[43] T. D. Arber, K. Bennett, C. S. Brady, A. Lawrence-Douglas, M. G. Ramsay, N. J. Sircombe, P. Gillies, R. Evan, H. Schmitz, A. R. Bell, C. Ridgers. Plasma Phys. Control. Fusion, 57(2015).

[44] T. Ma, H. Sawada, P. Patel, C. Chen, L. Divol, D. Higginson, A. Kemp, M. Key, D. Larson, S. L. Pape, A. Link, A. Macphee, H. Mclean, Y. Ping, R. Stephens, S. C. Wilks, F. Beg. Phys. Rev. Lett., 108(2012).

[45] S. C. Wilks, W. L. Kruer, M. Tabak, A. B. Langdon. Phys. Rev. Lett., 69, 1383(1992).

[46] K. A. Ivanov, S. A. Shulyapov, P. A. Ksenofontov, I. N. Tsymbalov, R. V. Volkov, A. B. Savel’ev, A. V. Brantov, V. Y. Bychenkov, A. A. Turinge, A. M. Lapik, A. V. Rusakov, R. M. Djilkibaev, V. C. Nedorezov. Phys. Plasmas, 21(2014).