ピコ秒強力レーザー加速陽子の診断のためのコンパクトなオンライン陽子分光計
引用
Teng, J., Shan, LQ, Zhu, B., Deng, ZG, He, SK, Yuan, ZQ, Qi, W., Wang, HL, Wei, H., Yan, YH, Huang, H., Zhang, TK, Wang, WW, Yi, T., Zhang, F., Yu, MH, Yang, L., Lu, F., Yang, ZH, Zhang, B., Cui, B., Tian, C., Zhou, KN, Wu, YC, Su, JQ, … Gu, YQ (2023). ピコ秒強力レーザー加速陽子の診断のための小型オンライン陽子分光計。 AIPの進歩、 13 （11）、115008。 https://doi.org/10.1063/5.0171418
キーワード
- 陽子分光計
- CMOSプレート検出器
- ピコ秒強力レーザー
- 電磁パルス（EMP）
- シンチレータスクリーン
- 光ファイバープレート（FOP）
- レーザー駆動イオン加速
- トムソンパラボラ分光計 (TPS)
- エネルギースペクトル
- 変換効率
- Geant4 モンテカルロシミュレーション
- 星光IIIレーザー施設
- CsIシンチレーター
- DRZ高Gd2O2Sシンチレータ
- GAGG(Ce)シンチレータ
簡単な
陽子スペクトルを安全かつ効率的に測定するために、CMOS プレート検出器に基づく小型オンライン陽子分光計が開発されました。
まとめ
この記事では、強力なピコ秒レーザーによって加速された陽子のエネルギーを測定するために使用されるオンライン陽子分光計の新しい設計を紹介します。分光計は、シンチレータ スクリーン、光ファイバー プレート (FOP)、および CMOS センサーで構成される CMOS プレート検出器を使用します。シンチレータ スクリーンは陽子のエネルギーを可視光に変換し、それが FOP によって収集され、CMOS センサーによって検出されます。アルミニウム製のハウジングは、レーザーとプラズマの相互作用中に生成される強力な電磁パルス (EMP) からシステムを保護します。
研究者らは、CsI、DRZ高Gd2O2S、GAGG(Ce)の3つのシンチレータスクリーンの検出器応答を分析した。結果は、この方法がCMOSセンサーのみを使用する場合と比較して、ピコ秒レーザーで加速された陽子の検出に効果的であることを示した。分光計はXingguang-IIIレーザー施設でテストされ、EMPを効果的に遮蔽し、さまざまなシンチレータを使用して陽子信号を記録しました。厚さ50μmのGAGGシンチレータを使用したシステムの空間分解能は、主に入口ピンホールのサイズと、ピンホール、陽子源、検出器間の距離に依存します。この研究では、量子収率の高いより薄いシンチレータとより薄いアルミホイルを使用すると、低エネルギー陽子の検出がさらに改善される可能性があることが示唆されています。