Imaging electron angular distributions to assess a full-power petawatt-class laser focus
Notice bibliographique
Résumé
We present a novel technique to assess the focal volume of petawatt-class lasers at full power. Our approach exploits quantitative measurement of the angular distribution of electrons born in the focus via ionization of rarefied gas, which are accelerated forward and ejected ponderomotively by the field. We show that a bivariate ($θ, ϕ$) angular distribution, which was obtained with image plates, not only enables the peak intensity to be extracted, but also reflects nonideality of the focal-spot intensity distribution. In our prototype demonstration at intensities of a few $\times 10^{19}$ to a few $\times 10^{20}$ $\mathrm{W/cm^2}$, an f/10 optic produced a focal spot in the paraxial regime. This allows a plane-wave parameterization of the peak intensity given by $\tan{θ_c} = 2/a_0$ ($a_0$ being the normalized vector potential and $θ_c$ the minimum ejection angle) to be compared with our measurements. Qualitative agreement was found using an $a_0$ inferred from the pulse energy, pulse duration and the focal spot distribution with a modified parameterization, $\tan{θ_c} = 2η/a_0$ ($η= 2.02^{+0.26}_{-0.22}$). This highlights the need for (i) better understanding of intensity degradation due to focal-spot distortions and (ii) more robust modeling of the ejection dynamics. Using single-shot detection of electrons, we showed that while there is significant shot-to-shot variation in the number of electrons ejected at a given angular position, the average distribution scales with the pulse energy in a way that is consistent with that seen with the image plates. Finally, we note that the asymptotic behavior as $θ\to 0^{\circ}$ limits the usability of angular measurement. For 800 nm, this limit is at an intensity $\sim 10^{21}\ \mathrm{W/cm^2}$.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,002 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; les deux têtes enseignantes s’accordent sur ce qui est montré ici.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».