Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

तीव्र लेजर विकिरण प्रयोगों के लिए माइक्रोफैब्रिकेटेड लक्ष्यों की स्वचालित डिलीवरी

Published: January 28, 2021 doi: 10.3791/61056

ERRATUM NOTICE

Summary

उच्च तीव्रता लेजर दालों के साथ पतली सोने की पन्नी के स्वचालित विकिरण के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत किया जाता है। प्रोटोकॉल में माइक्रोमशीनिंग लक्ष्य निर्माण प्रक्रिया का एक कदम-दर-कदम विवरण और 0.2 हर्ट्ज की दर से लेजर के फोकस में लक्ष्यों को कैसे लाया जाता है, इसके लिए एक विस्तृत गाइड शामिल है।

Abstract

वर्णित एक प्रयोगात्मक प्रक्रिया है जो माइक्रोफैब्रिकेटेड लक्ष्यों के उच्च शक्ति लेजर विकिरण को सक्षम बनाती है। लक्ष्य जोड़तोड़ और एक सेंसर लेकर एक बंद प्रतिक्रिया लूप द्वारा लेजर फोकस के लिए लाया जाता है। लक्ष्य निर्माण प्रक्रिया के बारे में विस्तार से बताया गया है। 0.2 हर्ट्ज की दर से 600 एनएम मोटी सोने की पन्नी के विकिरण द्वारा उत्पन्न मेवी-स्तरीय प्रोटोन बीम के प्रतिनिधि परिणाम दिए गए हैं। विधि की तुलना अन्य पुनःपूर्ति लक्ष्य प्रणालियों से की जाती है और शॉट दरों को 10 हर्ट्ज से ऊपर बढ़ाने की संभावनाओं पर चर्चा की जाती है।

Introduction

ठोस लक्ष्यों की उच्च तीव्रता वाले लेजर विकिरण विकिरण के कई रूपों को उत्पन्न करता है। इनमें से एक मेगा इलेक्ट्रॉन-वोल्ट (मेव) स्तर1पर ऊर्जा के साथ ऊर्जावान आयनों का उत्सर्जन है। मेव आयनों के एक कॉम्पैक्ट स्रोत में प्रोटोन फास्ट-इग्निशन2,प्रोटोन रेडियोग्राफी3,आयन रेडियोथेरेपी4और न्यूट्रॉन जेनरेशन5जैसे कई अनुप्रयोगों की क्षमता है।

लेजर आयन त्वरण व्यावहारिक बनाने में एक बड़ी चुनौती एक उच्च दर पर लेजर के ध्यान के भीतर माइक्रोमीटर पैमाने पर लक्ष्य सही स्थिति की क्षमता है । इस चुनौती का जवाब देने के लिए कुछ लक्ष्य वितरण प्रौद्योगिकियां विकसित की गई थीं । सबसे आम माइक्रोमीटर पैमाने पर मोटी टेप के आधार पर लक्ष्य प्रणाली हैं । इन लक्ष्यों को भरने के लिए सरल कर रहे हैं और आसानी से लेजर के ध्यान के भीतर तैनात किया जा सकता है। वीएचएस6, कॉपर7,मायलर और कप्टन 8 टेप का इस्तेमाल करतेहुए टेप टारगेट बनाया गया है। टेप ड्राइव प्रणाली में आमतौर पर घुमावदार और अनवाइंडिंग के लिए दो मोटरचालित स्पूल होते हैं और टेप को9स्थिति में रखने के लिए उनके बीच रखे गए दो ऊर्ध्वाधर पिन होते हैं। टेप सतह की स्थिति में सटीकता आम तौर पर ध्यान केंद्रित बीम की Rayleigh रेंज से कम है । एक अन्य प्रकार का पुनःपूर्ति लेजर लक्ष्य तरल चादरें10है । इन लक्ष्यों को तेजी से बातचीत क्षेत्र में वितरित किया जाता है और मलबे की एक बहुत कम मात्रा में शुरू करते हैं । इस प्रणाली में एक उच्च दबाव वाली सिरिंज पंप शामिल है जो लगातार जलाशय से तरल के साथ आपूर्ति करता है। हाल ही में, उपन्यास क्रायोजेनिक हाइड्रोजन जेट11 को अल्ट्राथिन, कम मलबे, पुनःपूर्ति लक्ष्य देने के साधन के रूप में स्थापित किया गया था।

इन सभी पुनःपूर्ति लक्ष्य प्रणालियों की मुख्य कमी लक्ष्य सामग्री और ज्यामिति का सीमित विकल्प है, जो यांत्रिक आवश्यकताओं जैसे ताकत, चिपचिपाहट और पिघलने के तापमान से तय होता है।

यहां, 0.2 हर्ट्ज की दर से उच्च तीव्रता वाले लेजर के फोकस पर माइक्रोमशीन्ड लक्ष्य लाने में सक्षम प्रणाली का वर्णन किया गया है। माइक्रोमशीनिंग बहुमुखी ज्यामिति में लक्ष्य सामग्री का एक विस्तृत विकल्प प्रदान करता है12. लक्ष्य स्थिति एक वाणिज्यिक विस्थापन सेंसर और एक मोटर चालित जोड़तोड़ के बीच एक बंद पाश प्रतिक्रिया द्वारा किया जाता है ।

लक्ष्य वितरण प्रणाली एक उच्च विपरीत, 20 TW लेजर प्रणाली है कि लक्ष्य पर ५०० mJ के साथ 25 एफएस लंबी लेजर दालों उद्धार का उपयोग कर परीक्षण किया गया था । लेजर सिस्टम की वास्तुकला की समीक्षा पोरात एट अल13में दी गई है, और लक्ष्य प्रणाली का एक तकनीकी विवरण गेर्शुनी एट अल अल में दियागयाहै। यह कागज इस प्रकार की प्रणाली बनाने और उपयोग करने के लिए एक विस्तृत विधि प्रस्तुत करता है और अल्ट्राथिन गोल्ड फॉइल लक्ष्यों से लेजर आयन त्वरण के प्रतिनिधि परिणाम दिखाता है।

थॉमसन पैराबोला आयन स्पेक्ट्रोमीटर (टीपीआईएस)15,16 चित्रा 1 में दिखाया गया था उत्सर्जित आयनों की ऊर्जा स्पेक्ट्रा रिकॉर्ड करने के लिए इस्तेमाल किया गया था। एक टीपीआई में, त्वरित आयन समानांतर विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों से गुजरते हैं, जो उन्हें फोकल विमान में पैराबोलिक प्रक्षेप पथ पर रखते हैं। पैराबोलिक वक्रता आयन के चार्ज-टू-मास अनुपात पर निर्भर करती है, और प्रक्षेपवक्र के साथ स्थान आयन की ऊर्जा द्वारा निर्धारित किया जाता है।

TPIS के फोकल प्लेन में तैनात एक बीएएस-टीआर इमेजिंग प्लेट (आईपी)17 इम्पिंग आयनों को रिकॉर्ड करती है । आईपी प्रत्येक शॉट से पहले एक नए क्षेत्र में अनुवाद की अनुमति देने के लिए एक यांत्रिक फीडथ्रू से जुड़ा हुआ है।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. लक्ष्य निर्माण

नोट: चित्रा 2 और चित्रा 3 फ्रीस्टैंडिंग सोने की पन्नी की निर्माण प्रक्रिया को दर्शाते हैं।

  1. बैक साइड
    1. सिलिकॉन नाइट्राइड के साथ दोनों तरफ लेपित एक & 100> क्रिस्टल गठन में 250 माइक्रोन मोटी, 100 मिमी व्यास, उच्च तनाव वाले सिलिकॉन वेफर का उपयोग करें।
    2. आइसोप्रोपैनॉल और नाइट्रोजन के साथ सूखी के बाद एसीटोन का उपयोग करके वेफर को साफ करें।  फिर टेबल 1में उल्लिखित चरणों के बाद चिपकने वाली परत बनाने के लिए एचएमडीएस की एक परत को स्पिन करें।
    3. टेबल 2में उल्लिखित चरणों के बाद AZ1518 फोटोरेसिस्ट परत के साथ स्पिन-कोट।
    4. वेफर को 1 मिनट के लिए 100 डिग्री सेल्सियस पर बेक करें, फिर इसे ठंडा होने दें।
    5. फोटोलिथोग्राफ 1,000 माइक्रोन एक्स 1,000 माइक्रोन स्क्वायर उद्घाटन वैक्यूम के तहत, 4 से 7 सेकंड के 1 चक्र में वेफर को 400 एनएम यूवी लैंप में उजागर करता है। वेफर ४० J/सेमी2के समग्र प्रवाह के संपर्क में है । सिलिकॉन नाइट्राइड का पर्दाफाश करने के लिए एक AZ726K डेवलपर का उपयोग करें, और इस प्रक्रिया को रोकने के लिए निर्जलित पानी का स्नान करें।
    6. चौकों के स्थान में सिलिकॉन नाइट्राइड को हटाने के लिए प्रतिक्रियाशील आयन ईथर (आरआईई) का उपयोग करें।
    7. अवशिष्ट विरोध और फोटोरेसिस्ट को हटाने के लिए 20 मिनट के लिए एन-मिथाइल-2-पाइरोलिडोन (एनएमपी) स्नान का उपयोग करें, सिलिकॉन नाइट्राइड परत पर मुखौटा की प्रतिकृति का उत्पादन करें। वेफर को ताजे पानी के नीचे धोएं और नाइट्रोजन से सुखा लें।
    8. वर्ग के उद्घाटन के माध्यम से सिलिकॉन को नक़्क़ाशी करने के लिए 30%, 90 डिग्री सेल्सियस, पोटेशियम हाइड्रोक्साइड समाधान में वेफर सिंक करें। सिलिकॉन के हर 50 माइक्रोन के लिए 40 मिनट के लिए वेफर सिंक करें जिसे नक़्क़ाशी की आवश्यकता होती है। क्योंकि & 100> प्लेन में नक़्क़ाशी दर दूसरों की तुलना में बहुत अधिक है, पोटेशियम हाइड्रोक्साइड सिलिकॉन नाइट्राइड मास्क में किसी भी महत्वपूर्ण गहराई को नक़्क़ाशी करने से पहले सिलिकॉन बल्क के माध्यम से नीचे सिलिकॉन नाइट्राइड परत तक पहुंचता है ।
  2. सामने की ओर
    1. सामने की ओर के लिए, तीन गाढ़ा छल्ले के रूप में आकार के एक मुखौटा के साथ कदम 1.1.1-1.1.6 दोहराएं।
    2. सिलिकॉन नाइट्राइड को हटाने के लिए आरआईई का उपयोग करें जहां छल्ले स्थित हैं, इसके बाद विरोध और फोटोरेसिस्ट अवशेषों को हटाने के लिए एनएमपी स्नान करें।
    3. अंत में, सिलिकॉन के छल्ले को खुरदुरा करने के लिए, नाइट्रिक एसिड में वेफर सिंक करें और 0.02 मीटर चांदी नाइट्रेट और 4 मीटर हाइड्रोजन फ्लोराइड के समाधान में।
    4. वेफर के नक़्क़ाशीदार पक्ष पर, चिपकने वाले टाइटेनियम, निकल, या क्रोम की ~ 10 एनएम पतली फिल्म के शीर्ष पर सोने के कुछ सौ नैनोमीटर की एक परत स्पंदन करने के लिए एक भौतिक वाष्प जमाव मशीन (पीवीडी)18 का उपयोग करें। स्पंदित सोने की परत फ्रीस्टैंडिंग झिल्ली लक्ष्य बन जाएगी।

2. संरेखण

नोट: चित्रा 4 लक्ष्य विकिरण सेटअप दिखाता है।

  1. 100x आवर्धन माइक्रोस्कोप के तहत देखने में पहले मनमाने ढंग से चुने गए लक्ष्य को लाएं।
  2. लक्ष्य के निकटतम खुरदुरी अंगूठी के लिए एक त्रिभुज सेंसर (जैसे, MTI/MicroTrak 3 LTS 120-20)19 बिंदु, और अपने विस्थापन पढ़ने रिकॉर्ड ।
    नोट: इस्तेमाल किया सेंसर मॉडल उच्च वैक्यूम अनुप्रयोगों के लिए इरादा नहीं है । एक ही विक्रेता से एमटीआई-2100 जैसे विभिन्न मॉडल, कम-आउटगैसिंग अनुप्रयोगों के साथ संगत हैं।
  3. माइक्रोस्कोप को जगह में छोड़ते समय, बीम पथ को साफ करने के लिए वेफर को एक ज्ञात दूरी पर ले जाएं।
  4. दो तह दर्पण और ऑफ-एक्सिस पैराबोलिक मिरर (ओएपी) का उपयोग करके, कम शक्ति में बीम को माइक्रोस्कोप के दृश्य के क्षेत्र में संरेखित करें।
  5. बीम में एस्टिमेटिज्म को सही करने के लिए इन तीन दर्पणों को समायोजित करें। परिणाम लगभग विवर्तन-सीमित केंद्र स्थान होना चाहिए।
  6. लेजर बीम को ब्लॉक करें और लक्ष्य को माइक्रोस्कोप के फोकस में वापस लाएं। माइक्रोस्कोप और लेकर सेंसर के पढ़ने का उपयोग करके इसकी स्थिति को मान्य करें।
  7. माइक्रोस्कोप को ऐसी स्थिति में ले जाएं, जिसमें इसे लेजर लाइट और मलबे से सुरक्षित रखा जाएगा।

3. विकिरण अनुक्रम और स्वचालित लक्ष्य स्थिति

  1. लक्ष्य के फोकल एक्सिस मैनिपुलेटर और सॉफ्टवेयर का उपयोग करके विस्थापन सेंसर रीडिंग के बीच एक बंद-लूप प्रतिक्रिया को लागू करें। सेटपॉइंट के रूप में प्रोटोकॉल चरण 2.2 से रिकॉर्ड किए गए मूल्य का उपयोग करें। लैबव्यू के साथ तैयार मुख्य पीआईडी20 कंट्रोल सीक्वेंस को फिगर 5में दिखाया गया है ।
  2. एक बार बंद लूप पोजिशनिंग सेटपॉइंट से वांछित सहिष्णुता की दूरी पर पहुंच गया है, एक उच्च शक्ति लेजर पल्स के साथ लक्ष्य को विकिरणित करें।
  3. एक नई स्थिति के माध्यम से यांत्रिक फीडथ्रू का उपयोग कर आईपी का अनुवाद करें।
  4. सॉफ्टवेयर द्वारा ध्यान केंद्रित करने के लिए लाए गए अगले लक्ष्य के साथ विकिरण अनुक्रम दोहराएं।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

इस लक्ष्य वितरण प्रणाली 600 एनएम मोटी सोने की पन्नी के पीछे की ओर से आयनों में तेजी लाने के लिए नियोजित किया गया था। जब 0 =5.6 की सामान्यीकृत लेजर तीव्रता के साथ विकिरणित किया जाता है, तो इन आयनों को लक्ष्य सामान्य म्यान त्वरण (टीएनएसए) तंत्र21द्वारा त्वरित किया गया था। TNSA में, कम तीव्रता प्रकाश है कि मुख्य लेजर पल्स से पहले लक्ष्य पन्नी के सामने की सतह आयनित । मुख्य लेजर पल्स द्वारा लगाए गए पोंडेनोमोटिव बल ने थोक पदार्थ के माध्यम से गर्म इलेक्ट्रॉनों को खदेड़ दिया। इन इलेक्ट्रॉनों22द्वारा प्रेरित पीछे की सतह पर एक आवेश पृथक्करण ने एक चरम इलेक्ट्रोस्टैटिक ढाल बनाया जो लक्ष्य-सामान्य दिशा में आयन संदूषकों को त्वरित करता है।

फोकल एक्सिस के साथ लक्ष्य विस्थापन की एक समय श्रृंखला चित्र 6में दिखाई गई है । मान फोकल स्थिति सेटपॉइंट के सापेक्ष हैं। हरे बिंदुओं से संकेत मिलता है कि लक्ष्य विस्थापन सेटपॉइंट से 1 माइक्रोन के सहिष्णुता मूल्य के भीतर था; यह तब होता है जब एक लेजर शॉट लिया गया था।

चित्रा 7 600 एनएम मोटी सोने की पन्नी लक्ष्यों के लगातार 14 विकिरणों से TPIS निशान दिखाता है। इन निशानों से प्राप्त ऊर्जा स्पेक्ट्रम चित्र 8में दर्शाया गया है . अधिकतम प्रोटॉन ऊर्जा की पीक-टू-पीक स्थिरता 10% के भीतर है।

Figure 1
चित्रा 1: थॉमसन पैराबोला आयन स्पेक्ट्रोमीटर का एक तकनीकी लेआउट। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 2
चित्रा 2: लक्ष्य वेफर का एक योजनाबद्ध स्केच।
सामने की ओर, ३०० सोने की पन्नी लक्ष्य दिखा तीन गाढ़ा छल्ले (बाएं) में आदेश दिया । वापस, लक्ष्य पन्नी स्थानों (दाएं) के बीच तैनात खुरदरा प्रत्ययी छल्ले दिखा । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 3
चित्र 3: वेफर निर्माण प्रक्रिया का एक उदाहरण। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 4
चित्रा 4: एक योजनाबद्ध लेआउट (बाएं) और फोटो (दाएं) बातचीत कक्ष केकृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 5
चित्रा 5: लक्ष्य पोजिशनिंग पीआईडी लैबव्यू कोड (VI)। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 6
चित्रा 6: 20 लक्ष्यों के शॉट अनुक्रम के दौरान लक्ष्य विस्थापन। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 7
चित्रा 7: TPIS लगातार 14 शॉट्स से निशान । टीपीआई के पास से गुजरने वाले आयनों और एक्स-रे के प्रक्षेप-पथ को दर्शाया गया है । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 8
चित्र 8: आयन ऊर्जा स्पेक्ट्रा चित्रा 7में दिखाए गए 14 निशानों से प्राप्त हुआ । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 9
चित्रा 9: एक टीपीआई ट्रेस एक सीएसआई (टीआई) प्रस्फुटितेटर की कम गतिशील रेंज सीसीडी इमेजिंग का उपयोग करके दर्ज किया गया। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

कहीं जाना α [आरपीएस] रैंप [आरपीएस2] अवधि [एस]
1 500 500 10
2 4000 1000 45
3 0 1000 0

तालिका 1: स्पिन कोट चरणों का विरोध करें।

कहीं जाना α [आरपीएस] रैंप [आरपीएस2] अवधि [एस]
1 500 500 10
2 4000 1000 45
3 0 1000 0

तालिका 2: फोटोरेसिस्ट स्पिन कोट चरण।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

कुछ विविधताओं के साथ, इस प्रोटोकॉल में वर्णित लक्ष्य निर्माण प्रक्रिया आम है (उदाहरण के लिए, ज़फिनो एट अल23)। यहां, एक अनूठा कदम है कि स्वचालित स्थिति के संचालन के लिए महत्वपूर्ण है नैनोमीटर के अलावा-वेफर (चरण १.२.३) के पीछे अंगूठी के आकार के क्षेत्रों में खुरदरापन है । इस कदम का मकसद उन इलाकों में वेफर पर हल्की घटना के विकराल बिखरने को बढ़ाना है। लेकर सेंसर वेफर पर कम पावर लेजर बीम चमकता है, बिखरे हुए प्रकाश को एकत्र करता है, और त्रिभुज द्वारा इसके विस्थापन को निर्धारित करता है।

ऊपर दिखाए गए डेटा को प्रति 5 एस एक शॉट की दर से लिया गया था, जिसमें रेट-सीमन फैक्टर आईपी का अनुवाद समय है । यहां दिखाया गया है कि एक सरल, सस्ती, ऑनलाइन readout विधि है कि शॉट ड्यूटी चक्र में वृद्धि होगी का एक प्रारंभिक परिणाम है । ऑनलाइन रीडआउट पारंपरिक रूप से या तो माइक्रोचैनल प्लेट24 या प्लास्टिक प्रस्फुटित 25,26का उपयोग करके किया गया है । बाद के मामले में, एक महंगी, छवि तेज gated सीसीडी प्रस्फुटन प्रकाश की अपेक्षाकृत कम राशि रिकॉर्ड करने के लिए आवश्यक था । वर्तमान प्रणाली एक अलग प्रस्फुटित सामग्री, सीएसएल (टीएल) के आधार पर एक सरल रीडआउट सिस्टम का उपयोग करती है, जो एक सस्ती, कम गतिशील रेंज सीसीडी के साथ दर्ज की जाने वाली काफी उज्ज्वल है। प्रस्फुटितर के इस विकल्प का सुझाव दिया गया है और27को पप्पालार्डो एट अल द्वारा चर्चा की गई है ।

चित्रा 9 एक सीएसएल (टीएल) जुटाकर स्क्रीन की कम गतिशील रेंज सीसीडी छवि के साथ लिया गया टीपीआई ट्रेस का नमूना छवि दिखाता है। इन निशानों को अपेक्षाकृत बड़े अपर्चर के साथ लिया गया था, ताकि उच्च मात्रा में प्रस्फुटन प्रकाश का उत्पादन किया जा सके। सिग्नल-टू-शोर अनुपात और ऊर्जा संकल्प के संदर्भ में इष्टतम सेटिंग्स की पहचान करने के लिए आगे के अध्ययन की आवश्यकता है।

चित्रा 8 में दिखाई गई छवि को 1.6 मेगापिक्सल कैमरे का उपयोग करके प्राप्त किया गया था। 10 हर्ट्ज रेट और 8-बिट पिक्सल डेप्थ पर, डेटा स्ट्रीम लगभग 130 एमबीपीएस की राशि होगी। यह डेटा दर या तो यूएसबी 3 या गीगे कम्युनिकेशन इंटरफेस द्वारा समर्थित है।

किसी भी पुनःपूर्ति लेजर लक्ष्य वितरण प्रणाली की यांत्रिक स्थिरता को उच्च वितरण दर या उच्च ऊर्जा लेजर दालों द्वारा प्रेरित उच्च प्रभाव से समझौता किया जा सकता है। तालिका 3 इस काम और विभिन्न अन्य लक्ष्य वितरण प्रौद्योगिकियों के बीच तुलना प्रस्तुत करता है। उच्च शॉट दरों और उच्च ऊर्जा दालों पर इस प्रणाली के प्रदर्शन की निकट भविष्य में जांच की जाएगी ।

हवाला टारगेट टाइप सामग्री सघनता दोहराव दर लेजर ऊर्जा
[6] टेप मायलर 15 माइक्रोन 0.2 हर्ट्ज 5 जम्मू
[10] लिक्विड शीट एथेलियेन ग्लाइकोल 0.4 माइक्रोन 1 किलोहर्ट्ज 0.011 जम्मू
[11] हाइड्रोजन जेट एच2 20 माइक्रोन 1 हर्ट्ज 600 जम्मू
यह काम माइक्रो मशीन्ड Au पन्नी एयू 0.6 माइक्रोन 0.2 हर्ट्ज 0.5 जम्मू

तालिका 3: विभिन्न लक्ष्य प्रकारों की तुलना।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

लेखकों के पास कोई प्रतिस्पर्धी वित्तीय हित नहीं हैं ।

Acknowledgments

इस काम इसराइल विज्ञान फाउंडेशन, अनुदान नंबर 1135/15 और जुकरमैन स्टेम नेतृत्व कार्यक्रम, इसराइल, जो कृतज्ञता से स्वीकार कर रहे है द्वारा समर्थित किया गया है । हम पाजी फाउंडेशन, इजराइल ग्रांट #27707241 और एनएसएफ-बीएसएफ अनुदान संख्या 01025495 के समर्थन को भी स्वीकार करते हैं। लेखकों को कृपया नैनोसाइंस और नैनोटेक्नोलॉग के लिए तेल अवीव विश्वविद्यालय केंद्र स्वीकार करना चाहते है

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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 high power dielectric mirrors for 800 nm Thorlabs

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Snavely, R. A., et al. Intense High-Energy Proton Beams from Petawatt-Laser Irradiation of Solids. Physical Review Letters. 85, 4945 (2000).
  2. Tosaki, S., et al. Evaluation of laser-driven ion energies for fusion fast-ignition research. Progress of Theoretical and Experimental Physics. 2017 (10), 103 (2017).
  3. Borghesi, M., et al. Proton imaging: a diagnostic for inertial confinement fusion/fast ignitor studies Related content Inertial confinement fusion and fast ignitor studies. Plasma Physics and Controlled Fusion. 43, 12 (2001).
  4. Malka, V., et al. Practicability of proton therapy using compact laser systems. Medical Physics. 31 (6), 1587-1592 (2004).
  5. Roth, M., et al. Laser-Driven Neutron Source Based on the Relativistic Transparency of Solids. Physical Review Letters. 110, 044802 (2013).
  6. Noaman-Ul-Haq, M., et al. Statistical analysis of laser driven protons using a high-repetition-rate tape drive target system. Physical Review Accelerators and Beams. 20 (4), 41301 (2017).
  7. Li, Z., et al. Protons and electrons generated from a 5-μm thick copper tape target irradiated by s-, circularly-, and p-polarized 55-fs laser pulses. Physics Letters, Section A: General, Atomic and Solid State Physics. 369 (5-6), 483-487 (2007).
  8. Shaw, B. H., et al. High-peak-power surface high-harmonic generation at extreme ultra-violet wavelengths from a tape. Journal of Applied Physics. 114 (4), 43106 (2013).
  9. Fill, E., Bayerl, J., Tommasini, R. A novel tape target for use with repetitively pulsed lasers. Review of Scientific Instruments. 73 (5), 2190-2192 (2002).
  10. Morrison, J. T., et al. MeV proton acceleration at kHz repetition rate from ultra-intense laser liquid interaction. New Journal of Physics. 20 (2), 22001 (2018).
  11. Margarone, D., et al. Proton Acceleration Driven by a Nanosecond Laser from a Cryogenic Thin Solid-Hydrogen Ribbon. Physical Review X. 6, 041030 (2016).
  12. Prencipe, I., et al. Targets for high repetition rate laser facilities: needs, challenges and perspectives. High Power Laser Science and Engineering. 5, 17 (2017).
  13. Porat, E., et al. Towards direct-laser-production of relativistic surface harmonics. Proceedings Volume 11036, Relativistic Plasma Waves and Particle Beams as Coherent and Incoherent Radiation Sources III. , 110360 (2019).
  14. Gershuni, Y., et al. A gatling-gun target delivery system for high-intensity laser irradiation experiments. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 934, 58-62 (2019).
  15. Jung, D., et al. Development of a high resolution and high dispersion Thomson parabola. Review of Scientific Instruments. 82 (1), 13306 (2011).
  16. Cobble, J. A., et al. High-resolution Thomson parabola for ion analysis. Review of Scientific Instruments. 82 (11), 113504 (2011).
  17. Mančić, A., Fuchs, J., Antici, P., Gaillard, S. A., Audebert, P. Absolute calibration of photostimulable image plate detectors used as high-energy proton detectors. Review of Scientific Instruments. 79, 73301 (2008).
  18. Mattox, D. M. Processing. Handbook of Physical Vapor Deposition (PVD) Processing. , Elsevier Inc. (2007).
  19. MTI Instruments. , Available from: http://www.mtiinstruments.com/products/lasertriangulation.aspx (2020).
  20. Astrom, K. J., Murray, R. M. Feedback Systems: An Introduction for Scientists and Engineers. , Princeton University Press. Ch. 10 (2006).
  21. Passoni, M., Bertagna, L., Zani, A. Target normal sheath acceleration: Theory, comparison with experiments and future perspectives. New Journal of Physics. 12, 045012 (2010).
  22. Roth, M., Schollmeier, M. Ion Acceleration: TNSA. Laser-Plasma Interactions and Applications. , 303-350 (2013).
  23. Zaffino, R., et al. Efficient proton acceleration from a 3 TW table-top laser interacting with submicrometric mass-produced solid targets. Journal of Physics Communications. 2 (4), 41001 (2018).
  24. Harres, K., et al. Development and calibration of a Thomson parabola with microchannel plate for the detection of laser-accelerated MeV ions. Review of Scientific Instruments. 79 (9), 93306 (2008).
  25. Robinson, A. P. L., et al. Spectral modification of laser-accelerated proton beams by self-generated magnetic fields Related content New Journal of Physics Spectral modification of laser-accelerated proton beams by self-generated magnetic fields. New Journal of Physics. 11 (15), 83018 (2009).
  26. Treffert, F., et al. Design and implementation of a Thomson parabola for fluence dependent energy-loss measurements at the Neutralized Drift Compression experiment. Review of Scientific Instruments. 89 (10), 103302 (2018).
  27. Pappalardo, A., Cosentino, L., Finocchiaro, P. An imaging technique for detection and absolute calibration of scintillation light. Review of Scientific Instruments. 81 (3), 33308 (2010).

Tags

इंजीनियरिंग अंक 167 उच्च तीव्रता लेजर पतली पन्नी विकिरण आयन त्वरण मेव प्रोटॉन लेजर लक्ष्य निर्माण लक्ष्य स्थिति

Erratum

Formal Correction: Erratum: Automated Delivery of Microfabricated Targets for Intense Laser Irradiation Experiments
Posted by JoVE Editors on 04/16/2021. 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

तीव्र लेजर विकिरण प्रयोगों के लिए माइक्रोफैब्रिकेटेड लक्ष्यों की स्वचालित डिलीवरी
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Gershuni, Y., Elkind, M., Roitman,More

Gershuni, Y., Elkind, M., Roitman, D., Cohen, I., Tsabary, A., Sarkar, D., Pomerantz, I. Automated Delivery of Microfabricated Targets for Intense Laser Irradiation Experiments. J. Vis. Exp. (167), e61056, doi:10.3791/61056 (2021).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter