激光尾场加速器相对论电子产生的硬X射线betatron辐射的表征与应用

对具有更高亮度、更短波长和更短脉冲时间的紧凑型台式X射线源的需求，促使了基于激光等离子体加速器的互补光源的发展，以区别于传统加速器。短脉冲激光与欠密等离子体的相对论性相互作用导致电子加速，并因此发射空间相干辐射，文献中称之为betatron辐射。在本文中，我们报告了在由高能电子脉冲产生的次级X射线辐射这一快速发展领域的最新结果。betatron辐射通过一种新颖的装置进行表征，该装置允许在单次激光射击中测量能量、光束远场中的空间能量分布以及源尺寸。此外，每次激光射击均测量偏振态。以此方式，所发射的betatron X射线可用作非侵入性诊断工具，以获取等离子体波内电子动力学的非常细微的信息。与实验工作并行，进行了3D particle-in-cell模拟，证明与实验结果吻合良好。