由收敛液体片喷嘴目标产生的激光驱动质子束的表征与自动优化
等离子体物理
2026-02-03 v1
摘要
紧凑、稳定且多功能的激光驱动离子源在医学、材料科学和基础物理等多个应用领域具有巨大潜力。虽然单次射击源已显示出包括多个应用所需的峰值通量在内的有利束属性，但高重复率运行将是实现许多激光驱动离子源最具激发力的应用所必需的平均高通量的关键。此外，要在激光和靶参数的高维空间中导航以获得实验最优值，必须开发与机器学习学习技术兼容且能够实现自主实时优化的离子加速度器平台。本文提出一种多 Hz 离子加速度平台，采用液体片喷嘴目标。我们通过一套广泛的在线诊断工具，对激光等离子体相互作用及激光驱动质子束进行表征，涵盖支配相互作用的多个关键参数。我们还演示了通过调整激光波前使用贝叶斯优化方案对离子束最大能量进行实时闭环优化。该方法将质子最大能量提高了 11%，通过增强激光焦点内能量的集中度，展示了闭环优化方案可用于为实现稳健高重复率运行而调谐未来离子加速器的潜力。
引用
@article{arxiv.2508.06462,
title = {Characterization and automated optimization of laser-driven proton beams from converging liquid sheet jet targets},
author = {G. D. Glenn and F. Treffert and H. Ahmed and S. Astbury and M. Borghesi and N. Bourgeois and C. B. Curry and S. J. D. Dann and S. DiIorio and N. P. Dover and T. Dzelzainis and O. Ettlinger and M. Gauthier and L. Giuffrida and R. J. Gray and J. S. Green and G. S. Hicks and C. Hyland and V. Istokskaia and M. King and B. Loughran and D. Margarone and O. McCusker and P. McKenna and Z. Najmudin and C. Parisuaña and P. Parsons and C. Spindloe and M. J. V. Streeter and D. R. Symes and A. G. R. Thomas and N. Xu and S. H. Glenzer and C. A. J. Palmer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.06462},
year = {2026}
}
备注
39 pages, 8 figures