通过靶标参数控制紧聚焦 10-PW 级激光与多组分等离子体的相互作用：优化电子-正电子对和 $\gamma$-光子源

多太赫瓦激光与等离子体的相互作用是复杂的多参数问题，为基本研究提供了广阔的场域，并为创建高能电子和正电子、稠密等离子体和 $\gamma$-光子源开输了重要机遇。然而，要实现此类源的高效率，必须使用针对给定激光参数优化的靶标参数，主要为密度和尺寸。通过 3D QED-PIC 模型，证明当靶标尺寸接近激光波长时，照射总功率为几十 PW 的激光束，靶标中初始电子的总数可被视为激光-等离子体相互作用的相似参数。在实践中，这可以显著简化针对控制相互作用而所需靶标的选择，从而实现对所开发的电子-正电子等离子体和 $\gamma$-光子源的指定参数的控制。基于相似参数，识别了各种激光-等离子体相互作用模式，确定了其启动条件，并揭示了等离子体对和 $\gamma$-光子源的特性。此外，获得了此类源的定量和能量特性的定性估计，使其可针对各种激光束配置进行优化。