先进激光应用中心激光驱动离子加速束线的调试

位于慕尼黑附近加兴的先进激光应用中心（CALA）配备了 ATLAS 3000 激光系统，可在 20\,fs 的脉冲长度内输出高达 3\,PW 的功率。它是激光驱动离子（LION）束线的驱动源，旨在加速质子与碳离子以供应用。在调试中，我们目前以 28\,fs 脉冲、靶上能量 5\,J 运行。一面 $20\degree$ 离轴抛物面镜将直径 28\,cm 的激光束聚焦至微米级光斑，其中使用真空兼容波前传感器配合变形镜进行焦点优化。纳米箔靶定位系统（nFTPS）能以最高 0.5\,Hz 的重频更换靶材，并存储多达 19 种不同的靶箔。宽角谱仪配置中的偶极磁铁将离子偏转至 CMOS 探测器以实现在线读出。调试于 2019 年中启动，使用纳米级塑料薄膜作为靶材进行规律质子加速。此后，高于 20\,MeV 的质子截止能量已被规律实现。实验向后射入激光器的光量被持续监测，并已确定靶上 5\,J 为当前防止激光器损坏的极限。在给定激光参数下，动能为 12\,MeV 的质子被稳定加速，并适合通过永磁四极透镜传输至我们的应用平台。我们进行了改变靶厚的参数扫描，以在 12\,MeV 动能下优化最高且最稳定的质子数，并研究了最佳参数下的逐发粒子数稳定性。