通过超快相对论激光等离子体相互作用中的靶面起伏控制快离子能量分布与X射线发射

摘要： 激光等离子体产生的次级发射受电子分布函数支配。因此，对其实施控制对引导发射（例如为关键应用产生超短脉冲的高能光子和离子）具有至关重要的意义。若能实现等离子体对激光的最大吸收，则可获得最大增益。在我们的理论分析（包含与近期实验的对比）中，我们遵循这一思路，研究短脉冲激光能量如何转化为快离子和X射线的能量。通过靶面结构化来优化激光吸收时，我们利用对电子分布函数不同分支响应各异的离子发射和Kα发射进行研究。我们的实验涵盖采用飞秒近红外激光脉冲产生的最高达5×102? W/cm2的激光强度，以及厚度为几微米的钛箔靶材。特别地，我们揭示了热电子的能量弛豫过程——该过程决定了次级发射中观察到的激光强度依赖特性，并指出了在不同优化方案中实施靶面结构化的优势。