Een protocol wordt gepresenteerd voor geautomatiseerde bestraling van dunne goudfolie met hoge intensiteit laserpulsen. Het protocol bevat een stapsgewijze beschrijving van het micromachining doelfabricageproces en een gedetailleerde handleiding voor hoe doelen in de focus van de laser worden gebracht met een snelheid van 0,2 Hz.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Geautomatiseerde levering van microfabriceerde doelen voor intense laser bestraling experimenten
In dit artikel
Erratum-melding
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Samenvatting
Samenvatting
Beschreven is een experimentele procedure die high-power laser bestraling van microfabricage doelen mogelijk maakt. Doelen worden gebracht om de laser focus door een gesloten feedback lus die werkt tussen het doel manipulator en een variërend sensor. Het doelfabricageproces wordt in detail uitgelegd. Representatieve resultaten van protonstralen op MeV-niveau gegenereerd door bestraling van 600 nm dikke goudfolies met een snelheid van 0,2 Hz worden gegeven. De methode wordt vergeleken met andere aanvulbare doelsystemen en de vooruitzichten om de schotsnelheden te verhogen tot boven de 10 Hz worden besproken.
Inleiding
Hoge intensiteit laser bestraling van vaste doelen genereert meerdere vormen van straling. Een daarvan is de emissie van energetische ionen met energieën op het Mega elektronen-volt (MeV) niveau1. Een compacte bron van MeV-ionen heeft potentieel voor vele toepassingen, zoals proton fast-ignition2, proton radiografie3, ionenradiotherapie4en neutronengeneratie5.
Een grote uitdaging bij het praktisch maken van laser-ion versnelling is de mogelijkheid om micrometer-schaal doelen nauwkeurig te positioneren binnen de focus van d....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. Doelfabricage
LET OP: Figuur 2 en figuur 3 illustreren het fabricageproces van vrijstaande goudfolie.
- Achterkant
- Gebruik een 250 μm dikke, 100 mm diameter, high-stress silicium wafer in een <100> kristalvorming, aan beide zijden bekleed met siliciumnitride.
- Reinig de wafer met aceton gevolgd door isopropanol en droog met stikstof. Draai vervolgens een laag HMDS om een kleeflaag te vormen volgens de stappen die in tabel 1 zijnbeschreven.
- Spin-coat de wafer met een AZ1518 fotoresistische laag volgens de stappen beschreven i....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Dit doel leveringssysteem werd gebruikt om ionen te versnellen vanaf de achterkant van 600 nm dikke goudfolie. Wanneer bestraald met een genormaliseerde laserintensiteit van een0 = 5.6, werden deze ionen versneld door het doel normale schedeversnelling (TNSA) mechanisme21. In TNSA ioniseerde het licht met een lagere intensiteit dat voorafging aan de belangrijkste laserpuls het vooroppervlak van de doelfolie. De nadenkende kracht uitgeoefend door de belangrijkste laserpuls dreef hete ele.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Bij sommige variaties is het in dit protocol beschreven doelfabricageproces gebruikelijk (bijvoorbeeld Zaffino et al.23). Hier, een unieke stap die van cruciaal belang is voor de werking van automatische positionering is de toevoeging van nanometer-schaal ruwing in ringvormige gebieden op de achterkant van de wafer (stap 1.2.3). Het doel van deze stap is het verhogen van de diffuus verstrooiing van licht incident op de wafer in die gebieden. De variërend sensor schijnt een low-power laserstraal op.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben geen concurrerende financiële belangen.
Dankbetuigingen
Dit werk is ondersteund door de Israel Science Foundation, subsidie nr. We erkennen ook de steun van de Pazy Foundation, Israël grant #27707241, en NSF-BSF subsidie nr. De auteurs willen graag erkennen Tel Aviv University Center for Nanoscience en Nanotechnolog
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 76.2 x 127mm EFL 90° Protected Gold 100Å Off-Axis Parabolic Mirror | Edmund optics | 35-535 | |
| MicroTrak 3 LTS 120-20 | MTI Instruments | ||
| Ultrafast hoge vermogen diëlektrische spiegels voor 800 nm | Thorlabs |
Referenties
- Snavely, R. A., et al. Intense High-Energy Proton Beams from Petawatt-Laser Irradiation of Solids. Physical Review Letters. 85, 4945(2000).
- Tosaki, S., et al. Evaluation of laser-driven ion energies for fu....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
Erratum
Formal Correction: Erratum: Automated Delivery of Microfabricated Targets for Intense Laser Irradiation Experiments
Posted by JoVE Editors on 4/16/2021. Citeable Link.
An erratum was issued for: Automated Delivery of Microfabricated Targets for Intense Laser Irradiation Experiments. The author list was updated.
The author list was updated from:
Yonatan Gershuni1,2, Michal Elkind1,2, Itamar Cohen1,2, Aviad Tsabary1,2, Deep Sarkar1,2, Ishay Pomerantz1,2
1The School of Physics and Astronomy, Tel Aviv University,
2Tel Aviv University Center for Light-Matter Interaction
to:
Yonatan Gershuni1,2, Michal Elkind1,2, Dolev Roitman1,2, Itamar Cohen1,2, Aviad Tsabary1,2, Deep Sarkar1,2, Ishay Pomerantz1,2
1The School of Physics and Astronomy, Tel Aviv University,
2Tel Aviv University Center for Light-Matter Interaction
